La star di 13 miliardi di anni è fatta di materiale Big Bang

Gli astronomi hanno scoperto quella che potrebbe essere una delle stelle più antiche dell'universo, così antica che è quasi interamente realizzata con materiali del Big Bang.

La scoperta di questa piccola stella di circa 13,5 miliardi di anni fa sì che più stelle con una massa molto bassa e un contenuto di metallo molto basso siano probabilmente là fuori - forse anche alcune delle primissime stelle dell'universo.

La stella è insolita perché a differenza di altre stelle con un contenuto di metallo molto basso, fa parte del "disco sottile" della Via Lattea - la parte della galassia in cui risiede il nostro sole.

E poiché questa stella è così vecchia, i ricercatori affermano che è possibile che il nostro quartiere galattico sia più vecchio di almeno 3 miliardi di anni di quanto si pensasse.

1 su 10 milioni

"Questa stella è forse una su 10 milioni", afferma l'autore principale Kevin Schlaufman, assistente professore di fisica e astronomia alla Johns Hopkins University. "Ci dice qualcosa di molto importante sulle prime generazioni di stelle."

Le prime stelle dell'universo dopo il Big Bang sarebbero state interamente costituite da elementi come idrogeno, elio e piccole quantità di litio. Quelle stelle hanno quindi prodotto elementi più pesanti dell'elio nei loro nuclei e hanno seminato l'universo con loro quando sono esplose come supernovae.

La prossima generazione di stelle formate da nuvole di materiale intrecciate con quei metalli, incorporandole nel loro trucco. Il contenuto di metallo, o metallicità, delle stelle nell'universo aumentava man mano che il ciclo di nascita e morte delle stelle continuava.

La nuova scoperta ha solo il 14% delle dimensioni del Sole ed è il nuovo detentore del record per la stella con il più piccolo complemento di elementi pesanti. Ha circa lo stesso complemento di elementi pesanti di Mercurio, il pianeta più piccolo del nostro sistema solare. (Credito: Kevin Schlaufman / Johns Hopkins)

La metallicità estremamente bassa della stella appena scoperta indica che, in un albero genealogico cosmico, potrebbe essere rimossa appena una generazione dal Big Bang. In effetti, è il nuovo detentore del record per la stella con il più piccolo complemento di elementi pesanti - ha circa lo stesso contenuto di elementi pesanti del pianeta Mercurio. Al contrario, il nostro sole è migliaia di generazioni lungo quella linea e ha un contenuto di elementi pesanti pari a 14 Giove.

Gli astronomi hanno trovato circa 30 antiche stelle "ultra-povere di metalli" con la massa approssimativa del sole. La stella Schlaufman e il suo team hanno scoperto, tuttavia, solo il 14 percento della massa del sole.

Vedere le stelle

La stella fa parte di un sistema a due stelle in orbita attorno a un punto comune. Il team ha trovato la piccola stella "secondaria" quasi invisibile dopo che un altro gruppo di astronomi ha scoperto la stella "primaria" molto più luminosa. Questi astronomi hanno anche identificato un comportamento insolito nel sistema stellare che implicava la presenza di una stella di neutroni o di un buco nero. Schlaufman e il suo team hanno scoperto che ciò non è corretto, ma nel farlo hanno scoperto il compagno molto più piccolo della stella visibile.

L'esistenza della stella compagna più piccola si rivelò essere la grande scoperta. La squadra di Schlaufman è stata in grado di inferire la sua massa studiando il leggero "traballare" della stella primaria mentre la gravità della piccola stella la tirava.

Fino alla fine degli anni '90, i ricercatori credevano che solo le stelle massicce si sarebbero potute formare nelle prime fasi dell'universo - e che non potevano mai essere osservate perché bruciano attraverso il loro combustibile e muoiono così rapidamente.

Ma quando le simulazioni astronomiche sono diventate più sofisticate, hanno iniziato a suggerire che in determinate situazioni, potrebbe ancora esistere una stella di questo periodo con una massa particolarmente bassa, anche a più di 13 miliardi di anni dal Big Bang. A differenza delle grandi stelle, quelle a bassa massa possono vivere per periodi estremamente lunghi. Si pensa che le stelle nane rosse, con una frazione della massa del sole, vivano fino a trilioni di anni.

La scoperta di questa nuova stella ultra povera di metalli, denominata 2MASS J18082002-5104378 B, apre la possibilità di osservare anche le stelle più vecchie.

"Se la nostra inferenza è corretta, allora possono esistere stelle di bassa massa che hanno una composizione esclusivamente il risultato del Big Bang", afferma Schlaufman, che è anche affiliato all'Institute for Data Intensive Engineering and Science dell'università. "Anche se non abbiamo ancora trovato un oggetto del genere nella nostra galassia, può esistere."

I risultati appaiono nel diario astrofisico.

Altri coautori provengono dai Carnegie Observatories in California e dalla Monash University in Australia. I ricercatori hanno utilizzato le osservazioni del Magellan Clay Telescope, dell'Osservatorio di Las Campanas e dell'Osservatorio dei Gemelli.

Fonte: Jill Rosen per la Johns Hopkins University

Studio originale DOI: 10.3847 / 1538–4357 / aadd97

Ulteriori notizie di ricerca su Futurity.org