Theo các mô hình vũ trụ hiện đại, Vũ trụ bắt đầu trong một sự kiện thảm khốc được gọi là Vụ nổ lớn. Điều này diễn ra khoảng 13,8 tỷ năm trước và sau đó là thời kỳ mở rộng và làm mát. Trong thời gian đó, các nguyên tử hydro đầu tiên được hình thành dưới dạng proton và electron kết hợp và các lực cơ bản của vật lý đã ra đời. Sau đó, khoảng 100 triệu năm sau Vụ nổ lớn, những ngôi sao và thiên hà đầu tiên bắt đầu hình thành.
Sự hình thành của các ngôi sao đầu tiên cũng là điều cho phép tạo ra các nguyên tố nặng hơn, và do đó hình thành các hành tinh và tất cả sự sống như chúng ta biết. Tuy nhiên, cho đến nay, quá trình này diễn ra như thế nào và khi nào chủ yếu là lý thuyết vì các nhà thiên văn học không biết những ngôi sao lâu đời nhất trong thiên hà của chúng ta được tìm thấy ở đâu. Nhưng nhờ một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà thiên văn học Tây Ban Nha, chúng ta có thể vừa tìm thấy ngôi sao già nhất trong Dải Ngân hà!
Nghiên cứu có tựa đề là J J1515 + 4729: Một ngôi sao lùn nguyên thủy hóa học trong Thiên hà Halo được quan sát với Gran telescopio Canarias, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn. Được dẫn dắt bởi David S. Aguado thuộc Viện nghiên cứu Astrofisica de Canarias (IAC), nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên của Đại học La Laguna và Hội đồng nghiên cứu quốc gia Tây Ban Nha (CSIC).
Ngôi sao này nằm cách Mặt trời khoảng 7.500 năm ánh sáng và được tìm thấy trong quầng sáng của Dải Ngân hà dọc theo đường ngắm của chòm sao Lynx. Được biết đến với cái tên J0815 + 4729, ngôi sao này vẫn nằm trong chuỗi chính của nó và có khối lượng thấp, (khoảng 0,7 Khối lượng mặt trời), mặc dù nhóm nghiên cứu ước tính rằng nó có nhiệt độ bề mặt nóng hơn khoảng 400 độ - 6.215 K (5942 ° C; 10,727 ° F) so với 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm một ngôi sao có dấu hiệu nghèo kim loại, điều này cho thấy nó đã ở trong chuỗi chính trong một thời gian rất dài. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã chọn J0815 + 4729 từ Khảo sát quang phổ dao động Sloan Digital Survey-III Baryon (SDSS-III / BOSS) và sau đó tiến hành điều tra quang phổ theo dõi để xác định thành phần của nó (và do đó tuổi của nó).
Điều này đã được thực hiện bằng cách sử dụng Hệ thống quang phổ và hình ảnh tán sắc trung gian (ISIS) tại Kính thiên văn William Herschel (WHT) và Hệ thống quang học để chụp ảnh và Quang phổ tích hợp độ phân giải trung gian thấp (OSIRIS) tại Gran telescopio de Canarias (GTC) được đặt tại Observatorio del Roque de los Muchachos trên đảo La Palma.
Phù hợp với những gì lý thuyết hiện đại dự đoán, ngôi sao được tìm thấy trong quầng thiên hà - thành phần mở rộng của thiên hà của chúng ta vượt ra ngoài đĩa thiên hà (phần có thể nhìn thấy). Chính tại khu vực này, những ngôi sao già nhất và nghèo nhất về kim loại được cho là được tìm thấy trong các thiên hà, do đó, nhóm nghiên cứu đã tự tin rằng một ngôi sao có từ thời Vũ trụ sơ khai sẽ được tìm thấy ở đây.
Như Jonay González Hernández - giáo sư từ Đại học La Laguna, thành viên của IAC và là đồng tác giả trên báo - đã giải thích trong thông cáo báo chí của IAC:
Thuyết Theory dự đoán rằng những ngôi sao này có thể sử dụng vật chất từ siêu tân tinh đầu tiên, có tổ tiên là những ngôi sao lớn đầu tiên trong thiên hà, khoảng 300 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Bất chấp tuổi tác và khoảng cách với chúng ta, chúng ta vẫn có thể quan sát nó.
Quang phổ thu được từ cả hai thiết bị ISIS và OSIRIS đã xác nhận rằng ngôi sao này rất kém về kim loại, cho thấy J0815 + 4729 chỉ có một phần triệu canxi và sắt mà Mặt trời chứa. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy rằng ngôi sao có hàm lượng carbon cao hơn Mặt trời của chúng ta, chiếm gần 15% lượng năng lượng mặt trời (nghĩa là sự phong phú tương đối của các nguyên tố của nó).
Nói tóm lại, J0815 + 4729 có thể là ngôi sao nghèo nhất và giàu carbon nhất hiện nay được các nhà thiên văn học biết đến. Hơn nữa, việc tìm kiếm nó khá khó khăn vì ngôi sao vừa yếu về độ sáng và bị chôn vùi trong một lượng lớn dữ liệu lưu trữ SDSS / BOSS. Như Carlos Allende Prieto, một nhà nghiên cứu khác của IAC và là đồng tác giả của bài báo, đã chỉ ra:
Ngôi sao này đã được giấu trong cơ sở dữ liệu của dự án BOSS, trong số một triệu quang phổ sao mà chúng tôi đã phân tích, đòi hỏi một nỗ lực quan sát và tính toán đáng kể. Nó đòi hỏi quang phổ độ phân giải cao trên các kính thiên văn lớn để phát hiện các nguyên tố hóa học trong ngôi sao, điều này có thể giúp chúng ta hiểu được siêu tân tinh đầu tiên và các tổ tiên của chúng.
Trong tương lai gần, nhóm nghiên cứu dự đoán rằng máy quang phổ thế hệ tiếp theo có thể cho phép nghiên cứu sâu hơn sẽ tiết lộ thêm về sự phong phú hóa học của ngôi sao. Những thiết bị như vậy bao gồm máy quang phổ độ phân giải cao HORS, hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm trên Gran telescopio Canarias (GTC).
Phát hiện lithium cung cấp cho chúng tôi thông tin quan trọng liên quan đến tổng hợp hạt nhân Big Bang, ông Rafael Rebolo, giám đốc của IAC và là đồng tác giả của bài báo cho biết. Chúng tôi đang nghiên cứu một máy quang phổ có độ phân giải phổ rộng và phổ rộng để đo thành phần hóa học chi tiết của các ngôi sao có các tính chất độc đáo như J0815 + 4719.
Những nghiên cứu trong tương lai này chắc chắn sẽ là một lợi ích cho các nhà thiên văn học và vũ trụ học. Ngoài việc có cơ hội nghiên cứu những ngôi sao hình thành khi Vũ trụ còn ở giai đoạn sơ khai, chúng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về giai đoạn đầu của vũ trụ, sự hình thành của những ngôi sao đầu tiên và tính chất của siêu tân tinh đầu tiên. Nói cách khác, họ sẽ đặt chúng ta một bước gần hơn để biết Vũ trụ như chúng ta biết nó hình thành và phát triển như thế nào.
