Primele stele ar fi apărut atunci când universul avea doar 100 de milioane de ani, adică mai puțin de 1% din vârsta sa actuală. De atunci, expansiunea rapidă a acestuia aproape că a șters aproape orice urmă a luminii lor, lăsându-ne să căutăm indicii ale existenței acestor stele în surse cosmice mai apropiate de noi.
Prin analizarea luminii difuzate de norii din jurul unui quasar îndepărtat, cercetătorii din Japonia, Australia și Statele Unite au descoperit „un amestec distinctiv de elemente grele” care ar fi putut proveni doar dintr-o singură sursă: supernova colosală a unei stele de primă generație.
Toate stelele pe care le putem observa sunt clasificare ca stele de Populație I sau Populație II, în funcție de vârsta lor. Stelele de Populație I sunt mai tinere și conțin mai multe elemente grele, în timp ce stelele de Populație II sunt mai bătrâne și conțin puține elemente grele.
Primele stele, clasificate ca stele de Populație III, sunt chiar și mai bătrâne, iar existența lor coincide cu distanțele cosmice care le fac practic invizibile chiar și pentru tehnologiile noastre cele mai avansate. Deocamdată putem să emitem doar supoziții despre felul în care aceste stele ar fi arătat.
Big Bang, teoria care descrie expansiunea universului
Big Bang este teoria care descrie expansiunea universului dintr-un punct de origine, în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani.
Oamenii de știință cred că aceste prime stele erau superfierbinți, superstrălucitoare și sumermasive, poate de sute de ori mai mari decât soarele nostru.
În absența unor evenimente cosmice care să genereze elemente mai grele decât litiul, stelele de Populație III ar consta în întregime din gaze simple. În acele vremuri, singura materie din univers era reprezentată de hidrogen, heliu și puțin litiu, întâlnite în gazele primordiale lăsate în urmă de Big Bang. Elementele grele s-ar fi putut forma doar după ce primele stele au intrat în colaps.
Acele prime stele și-au încetat existența sub forma de supernove cu instabilitate de cuplu – un tip teoretic de supernovă posibil doar în astfel de stele masive. Spre deosebire de alte supernove, acestea nu ar lăsa în urmă nicio rămășiță stelară, cum ar putea fi o stea neutronică sau o gaură neagră, ci ar arunca totul în exterior sub forma unui nor aflat în expansiune continuă.
Exploziile ar fi putut împrăștia în spațiul interstelar străvechi elementele grele necesare pentru formarea lumilor stâncoase, așa cum este planeta noastră, permițând astfel apariția vieții așa cum o cunoaștem noi astăzi. Lumina acestor explozii a dispărut în neant, lăsând în urmă doar nori difuzi formați dintr-un amestec complex de elemente grele.
Cu timpul, acest amestec de materie a intrat în colaps și a dus la formarea a ceva nou. Pentru a găsi semne ale unei asemenea concentrații de praf stelar, oamenii de știință au folosit date de spectroscopie în infraroșu apropiat provenite de la unul dintre ce mai îndepărtați quasari. Lumina acestui quasar a călătorit prin spațiu timp de 13,1 miliarde de ani înainte de a ajunge pe Pământ, ceea ce înseamnă că vedem quasarul așa cum arăta el atunci când universul avea vârsta de doar 700 de milioane de ani.
Istoria vieții pe Pământ
Dacă ar fi să punem întreaga existență a Pământului (de aproximativ 4,6 miliarde de ani) pe un ceas, timpul în care oamenii au existat pe planeta noastră ar reprezenta aproximativ un minut.
Un spectrograf este un instrument care captează și împarte lumina primită, în acest caz de la un obiect ceresc îndepărtat, în lungimile de undă componente. Acest lucru poate dezvălui care sunt elementele prezente într-un obiectul îndepărtat, deși culegerea acestor informații nu este întotdeauna o sarcină ușoară. Luminozitatea liniilor din spectrele astronomice poate depinde și de alți factori, în afară de abundența unui element, ceea ce poate complica eforturile de identificare a unor elemente specifice.
Analiza a dezvăluit un raport straniu între magneziu și fier în nori, care prezentau de zece ori mai mult fier decât magneziu comparativ cu soarele nostru. Potrivit autorilor studiului, aceasta constituie un indiciu că norii provin din explozia cataclismică a unei stele de primă generație.
„Pentru mine era clar că era vorba despre supernova cu instabilitate de cuplu a unei stele de Populație III, în care steaua explodează în întregime, fără a lăsa rămășițe în urmă”, spune Yuzuro Yoshii, coautor al studiului și profesor de astronomie la Universitatea din Tokyo.
Dacă descoperirile se confirmă, atunci studiul ar putea ajuta la înțelegerea modului în care materia a evoluat în decursul istoriei universului. Este posibil să nu fie nevoie ca astfel de informații să provină de la quasari atât de îndepărtați. Chiar dacă în univers nu mai există stele de Populație III, longevitatea rămășițelor supernovelor lor înseamnă că dovezile s-ar putea ascunde aproape oriunde, inclusiv în universul din jurul nostru.
Sursa: Science Alert