Ensimmäisten tähtien hautausmaa

Euroopan eteläisen observatorion ESOn VLT-teleskoopilla (Very Large Telescope) on löydetty kaasupilvi, joka on syntynyt mahdollisesti maailmankaikkeuden ensimmäisten tähtien kuollessa ja levittäessä raskaampia alkuaineita avaruuteen. 

Kuva on simulaatiosta, jossa tarkastellaan tähden räjähdystä varhaisessa maailmankaikkeudessa. Rengasmainen rakenne on kaasupilvi, joka laajenee supernovaräjähdyksen seurauksena ja rikastaa lähistöllä olevaa tiheämpää pilveä (merkitty punaisella).

Löytyneessä kaasupilvessä on äärimmäisen vähän raskaampia alkuaineita kuten hiiltä, happea ja rautaa – alle tuhannesosa Auringossa mitatuista pitoisuuksista. Koska pilvi on hyvin kaukana, näemme sen siinä kuosissa kuin se oli ainoastaan 1,8 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. 

"Raskaita alkuaineita ei muodostunut alkuräjähdyksessä, vaan niitä syntyi myöhemmin tähdissä", toteaa Neil Crighton Swinburnen yliopistosta. "Ensimmäiset tähdet koostuivat kokonaisuudessaan alkuperäisestä kaasusta ja ne muotoutuivat melko lailla eri tavalla kuin nykyiset tähdet."

Ihkaensimmäiset eli niin sanotut populaatio III:n tähdet räjähtivät hyvin voimakkaina supernovina, jotka levittivät niiden sisuksissa syntyneitä alkuaineita avaruuden kaasun joukkoon. Niinpä näihin ikivanhoihin pilviin tallentui kemiallinen tieto ensimmäisistä tähdistä ja niiden kuolemasta.

"Aiemmin havaituissa kaasupilvissä on enemmän raskaita alkuaineita, joten myöhemmät tähtisukupolvet ovat 'saastuttaneet' niitä ja häivyttäneet jäljet ensimmäisistä tähdistä", Crighton selittää. 

"Tässä pilvessä raskaiden alkuaineiden osuus on juuri niin pieni kuin ainoastaan ensimmäisten tähtien rikastamassa pilvessä voisi olettaa olevan", toteaa tutkimukseen osallistunut Michael Murphy niin ikään Swinburnesta.

Tutkijat toivovat löytävänsä lisää samankaltaisia pilviä, jotta niistä saataisiin mitattua useiden eri alkuaineiden keskinäiset runsaussuhteet.

"Pystymme mittaamaan tästä pilvestä kahden alkuaineen – hiilen ja piin – suhteen. Sen arvo ei osoita kiistatta, että se olisi vain ensimmäisten tähtien rikastama. Myös myöhemmät tähtisukupolvet ovat voineet rikastaa sitä", arvioi John O’Meara Saint Michael’s Collegesta.

"Jos löydämme uusia pilviä, joissa voimme havaita useampia alkuaineita, pystymme testaamaan olettamuksia runsaussuhteista, joita ensimmäisten tähtien rikastus on tuottanut."

Kaasupilvestä kerrottiin Royal Societyn uutissivuilla ja tutkimus ilmestyy Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Kuva: Britton Smith/John Wise/Brian O’Shea/Michael Norman/Sadegh Khochfar


Juttuja samasta aiheesta