Os cientistas assumiram o papel de “arqueólogos cósmicos” para descobrir uma estrela rara de segunda geração, deficiente em ferro – essencialmente um registo fóssil da evolução química do nosso Universo. A observação fornece provas concretas de como a primeira geração de estrelas morreu para enriquecer quimicamente as suas sucessoras, tal como a descoberta de artefactos na Terra nos ensina sobre uma geração perdida de humanos.
A segunda geração, ou POP II, Estrela Encontrado em Anão Galáxia Pictor II está localizado a 150.000 anos-luz da Terra, na constelação de Pictor. Câmera de energia escura (DECam) montado no topo do telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros. Designada PicII-503, a estrela contém apenas 1/40.000 do ferro encontrado no Sol, tornando-a uma estrela de terceira geração, ou (um tanto confusa) POP I. É verdade que o PicII-503 tem a menor concentração de ferro já vista além do PicII-503 Via Láctea Isso a torna uma das estrelas mais primordiais já descobertas.
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“Descobertas como estas são arqueologia cosmológica, revelando fósseis estelares raros que preservam as impressões digitais das primeiras estrelas do universo”, disse Chris Davis, diretor do programa da Fundação Nacional de Ciência do NOIRLab. disse em um comunicado.
Uma espécie de magia
As primeiras estrelas do Universo, ou estrelas POP III, nasceram quando a abundância química do Universo não durou além disso. HidrogênioHélio e uma pequena quantidade de elementos mais pesados, que os astrônomos chamam coletivamente de “metais”. “Essas estrelas POP III também eram dominadas pelo hidrogênio, com pouco hélio e muito pouco em termos de metais. Essas estrelas formaram os primeiros carbono e ferro em seus núcleos, que foram distribuídos no meio interestelar à medida que essas estrelas avançavam. Supernova e explodiram no final de suas vidas.
Estas nuvens interestelares de gás e poeira enriquecidos com metais eventualmente esfriaram para dar origem a uma segunda geração de estrelas, estrelas mais ricas em metais devido à doação de elementos mais pesados de seus progenitores. Isto torna o POP II semelhante a cápsulas do tempo, registrando uma fase importante na saturação química do universo.
“Pensamos que era possível encontrar uma estrela que abrigasse inequivocamente metais pesados de estrelas primordiais”, disse o líder da equipe, Anirudh City, da Universidade de Stanford, em um comunicado. “Com a menor concentração de ferro encontrada em qualquer galáxia anã ultrafraca, PicII-503 fornece uma janela sem precedentes para a produção inicial de elementos dentro de um sistema primordial.”
O primeiro exemplo confirmado de uma estrela POP II descoberta numa galáxia anã fraca, PicII-503, foi destacada como a estrela mais pobre em metais nos dados recolhidos pelo MAGIC (Mapping Ancient Galaxies at CaHK) da DECam. Este esforço de observação de 54 noites foi concebido para identificar as estrelas mais antigas e antigas da Via Láctea e as suas companheiras galácticas anãs.
“Sem os dados do MAGIC, teria sido impossível isolar esta estrela entre centenas de estrelas próximas à galáxia anã ultrafina Pictor II”, disse City.
Chitti e colegas combinaram os dados do MAG com observações Um telescópio muito grande (VLT) na região do deserto de Atacama, no norte do Chile, e o telescópio Baade Magellan PicII-503 detectaram baixas abundâncias de ferro e cálcio que são raras fora da nossa galáxia natal. Por sua vez, isto revelou que PicII-503 é o primeiro registo de enriquecimento químico encontrado numa galáxia anã.
Uma possível explicação para a proporção chocantemente baixa de ferro para carbono do PicII-503 é que quando as estrelas POP III se transformaram em supernovas, essas explosões tiveram energia relativamente baixa. Isto significa que quando elementos mais leves como o carbono explodem no meio interestelar, elementos mais pesados como o ferro voltam ao decaimento da supernova.
PicII-503 é uma das menores galáxias anãs já observadas, apoiando a ideia de estrelas POP III morrendo em supernovas de baixa energia com atração gravitacional correspondentemente baixa.
“O que mais me entusiasma é que observamos o efeito da produção inicial de elementos na galáxia inicial, uma observação fundamental!” Cidade disse. “A assinatura que vimos nas estrelas do halo de baixa metalicidade da Via Láctea liga a sua origem e a natureza enriquecida com as primeiras estrelas destes objetos.”
A pesquisa da equipe foi publicada segunda-feira (16 de março) na revista Astronomia Natural.
