Secondo la teoria cosmologica più ampiamente accettata, le prime stelle nel nostro Universo si formarono all'incirca da 150 a 1 miliardo di anni dopo il Big Bang. Nel corso del tempo, queste stelle hanno iniziato a riunirsi per formare ammassi globulari, che lentamente si sono uniti per formare le prime galassie, inclusa la nostra stessa Via Lattea. Per qualche tempo, gli astronomi hanno affermato che questo processo è iniziato per la nostra galassia circa 13,51 miliardi di anni fa.
In accordo con questa teoria, gli astronomi credevano che le stelle più antiche dell'Universo fossero enormi e di breve durata che da allora sono morte. Tuttavia, un team di astronomi della Johns Hopking University ha recentemente scoperto una stella a bassa massa nel "disco sottile" della Via Lattea che ha circa 13,5 miliardi di anni. Questa scoperta indica che alcune delle prime stelle dell'Universo potrebbero essere vive e disponibili per lo studio.
Questa stella è stata scoperta come compagna di 2MASS J18082002–5104378, un subgiant che si trova a circa 1.950 anni luce dalla Terra (nella costellazione dell'Ara) e ha un basso contenuto di metallo (metallizzazione). Quando è stato osservato per la prima volta nel 2016, il team di scoperta ha notato comportamenti insoliti che hanno attribuito all'esistenza di un compagno invisibile - probabilmente una stella di neutroni o un buco nero.
Per motivi di studio, che è stato recentemente pubblicato in Il diario astrofisico, il team John Hopkins ha osservato questo sistema stellare tra il 2016 e il 2017 utilizzando i telescopi Magellan presso l'Osservatorio di Las Campanas in Cile. Dopo aver osservato gli spettri dal sistema, sono stati in grado di discernere la presenza di una stella secondaria estremamente debole, che da allora è stata designata 2MASS J18082002-5104378 B.
Combinato con le misurazioni della velocità radiale del suo primario, che ha prodotto stime di massa, il team ha determinato che la stella è una stella a bassa massa, estremamente bassa. Sulla base del suo basso contenuto di metallo, hanno anche determinato che ha 13,5 miliardi di anni, rendendola la più antica stella ultra-povera di metalli finora scoperta. Ciò significa che in termini cosmici, la stella è una singola generazione rimossa dal Big Bang.
Come ha indicato Kevin Schlaufman - un assistente professore di fisica e astronomia e autore principale dello studio - in un comunicato stampa dell'hub JHU, questa è stata una scoperta estremamente inaspettata. "Questa stella è forse una su 10 milioni", ha detto. "Ci dice qualcosa di molto importante sulle prime generazioni di stelle."
Mentre gli astronomi hanno trovato 30 antiche stelle ultra-povere di metalli in passato, ognuna di esse aveva la massa approssimativa del Sole. La stella Schlaufman e il suo team hanno scoperto, tuttavia, solo il 14% della massa del Sole (rendendolo un nano rosso di tipo M). Inoltre, tutte le stelle di bassissima metallizzazione scoperte in precedenza nella nostra galassia sono state trovate per avere orbite che generalmente le portavano lontano dal piano galattico.
Tuttavia, questo sistema stellare appena scoperto orbita attorno alla nostra galassia su un'orbita circolare (come il nostro Sole), che mantiene relativamente vicino al piano. Questa scoperta sfida una serie di convenzioni astronomiche e apre anche alcune possibilità molto interessanti per gli astronomi.
Ad esempio, gli astronomi hanno a lungo teorizzato che le prime stelle che si sarebbero formate dopo il Big Bang (note come stelle della Popolazione III) sarebbero state composte interamente dagli elementi più elementari - cioè idrogeno, elio e piccole quantità di litio. Queste stelle hanno quindi prodotto elementi più pesanti nei loro nuclei che sono stati rilasciati nell'Universo quando hanno raggiunto la fine della loro vita e sono esplosi come supernovae.
La prossima generazione di stelle da formare erano principalmente composte dagli stessi elementi di base, ma includevano anche nuvole di questi elementi più pesanti della generazione precedente di stelle nel loro trucco. Queste stelle hanno creato elementi più pesanti che hanno poi rilasciato alla fine della loro durata di vita, aumentando gradualmente la metallicità delle stelle nell'Universo con ogni generazione successiva.
In breve, gli astronomi hanno creduto fino alla fine degli anni '90 che tutte le prime stelle (che sarebbero state massicce e di breve durata) sono estinte da tempo. Negli ultimi decenni, sono state condotte simulazioni astronomiche che hanno indicato che potrebbero ancora esistere stelle a bassa massa della prima generazione. A differenza delle stelle giganti, i nani a bassa massa (come i nani rossi) possono vivere fino a trilioni di anni.
La scoperta di questa nuova stella ultra-povera di metalli non solo conferma questa possibilità, ma indica che potrebbero esserci molte più stelle nella nostra galassia che hanno masse molto basse e bassissima metallicità - che potrebbero in effetti essere tra le primissime stelle dell'Universo . Come ha indicato Schlaufman:
“Se la nostra inferenza è corretta, allora possono esistere stelle di bassa massa che hanno una composizione esclusivamente il risultato del Big Bang. Anche se non abbiamo ancora trovato un oggetto del genere nella nostra galassia, può esistere ”.
Se fosse vero, ciò potrebbe consentire agli astronomi di studiare quali fossero le condizioni poco dopo il Big Bang e prima della fine del "Medioevo". Questo periodo, che è durato fino a circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang, è anche quando hanno iniziato a formarsi le prime stelle e galassie, ma è ancora inaccessibile ai nostri più potenti telescopi. Ma con le stelle sopravvissute a questo primissimo periodo dell'evoluzione cosmica, gli astronomi potrebbero finalmente avere una finestra su questa epoca misteriosa.
Assicurati di goderti questo video che illustra l'orbita di 2MASS J18082002–5104378 B attorno alla Via Lattea, per gentile concessione di JHU:
