En nyopdaget rød gigantisk stjerne er en relikvie fra det tidlige univers - en stjerne, der måske har været blandt den anden generation af stjerner, der blev dannet efter Big Bang. Beliggende i dværggalaksen Sculptor omkring 290.000 lysår væk, har stjernen en bemærkelsesværdig lignende kemisk sammensætning som Mælkevejens ældste stjerner. Dens tilstedeværelse understøtter teorien om, at vores galakse gennemgik en "kannibal" -fase, hvor den voksede til sin nuværende størrelse ved at sluge dværggalakser og andre galaktiske byggesten.
”Denne stjerne er sandsynligvis næsten lige så gammel som selve universet,” sagde astronom Anna Frebel fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, hovedforfatter af Nature-papiret, der rapporterede om fundet.
Dværg galakser er små galakser med blot et par milliarder stjerner sammenlignet med hundreder af milliarder i Mælkevejen. I "bottom-up-modellen" af galaksdannelse nåede store galakser deres størrelse over
milliarder af år ved at absorbere deres mindre naboer.
”Hvis du så en time-lapse-film af vores galakse, ville du se en sverm af dværggalakser surrende omkring den som bier omkring en bikube,” forklarede Frebel. ”Med tiden smadrede disse galakser sammen og blandede deres stjerner for at skabe en stor galakse - Mælkevejen.”
Hvis dværg galakser faktisk er byggestenene til større galakser, skal de samme slags stjerner findes i begge slags galakser, især i tilfælde af gamle ”metalfattige” stjerner. For astronomer er "metaller" kemiske elementer, der er tungere end brint eller helium. Fordi de er produkter fra stjernelig udvikling, var metaller sjældne i det tidlige univers, og derfor har gamle stjerner en tendens til at være metalfattige.
Gamle stjerner i Mælkevejens glorie kan være ekstremt metalfattige, med metalforekomster 100.000 gange fattigere end i Solen, som er en typisk yngre, metalrig stjerne. Undersøgelser i det sidste årti har gjort
lykkedes imidlertid ikke at skabe sådanne ekstremt metalfattige stjerner i dværg galakser.
”Mælkevejen syntes at have stjerner, der var meget mere primitive end nogen af stjernerne i nogen af dværggalakserne,” siger medforfatter Josh Simon fra observatorierne i Carnegie-institutionen. ”Hvis dværg
galakser var de originale komponenter i Mælkevejen, så er det svært at forstå, hvorfor de ikke ville have lignende stjerner. ”
Holdet har mistanke om, at metoderne, der blev brugt til at finde metalfattige stjerner i dværggalakser, var partiske på en måde, der fik undersøgelserne til at gå glip af de mest metalfattige stjerner. Holdmedlem Evan Kirby, en Caltech
astronom, udviklede en metode til at estimere metalforekomsterne af et stort antal stjerner ad gangen, hvilket gjorde det muligt effektivt at søge efter de mest metalfattige stjerner i dværg galakser.
”Dette var sværere end at finde en nål i en høstak. Vi var nødt til at finde en nål i en stak med nåle, ”sagde Kirby. ”Vi sorterede gennem hundreder af kandidater for at finde vores mål.”
Blandt stjerner, som han fandt i Sculptor-dværg galaksen, var en svag, 18-størrelsesflek med betegnelsen S1020549. Spektroskopiske målinger af stjernens lys med Carnegies Magellan-Clay-teleskop i Las Campanas, Chile, bestemte, at det havde en metalforekomst 6.000 gange lavere end Solens; dette er fem gange lavere end nogen anden stjerne, der hidtil findes i en dværggalakse.
Forskerne målte S1020549's samlede metalforekomst fra elementer som magnesium, calcium, titanium og jern. Det overordnede overflodsmønster ligner dem fra gamle Mælkevejsstjerner og giver den første observationsstøtte til tanken om, at disse galaktiske stjerner oprindeligt dannede sig i dværggalakser.
Forskerne forventer, at yderligere søgninger vil finde yderligere metalfattige stjerner i dværg galakser, skønt stjernenes afstand og svaghed udgør en udfordring for aktuelle optiske teleskoper. Den næste generation af ekstremt store optiske teleskoper, såsom det foreslåede 24,5 meter store Magellan-teleskop, udstyret med højopløsningsspektrografer, åbner et nyt vindue til undersøgelse af væksten af galakser gennem deres stjerners kemister.
I mellemtiden, siger Simon, er den ekstremt lave metalforekomst i S1020549-studiet et markant skridt i retning af at forstå, hvordan vores galakse blev samlet. ”Den originale idé om, at Melken er halo
Vejen blev dannet ved at ødelægge en masse dværg galakser ser faktisk ud til at være korrekt. ”
Kilde: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
