Ancient Stars:Unraveling the Formation of the Oldest Stars του Σύμπαντος

Το Revolutionized υποστηρίζεται από αναγνώστες. Όταν αγοράζετε μέσω συνδέσμων στον ιστότοπό μας, ενδέχεται να κερδίσουμε μια προμήθεια θυγατρικών. Μάθετε περισσότερα εδώ.

Όταν τα αστέρια βγαίνουν τη νύχτα, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι είναι κάτι περισσότερο από μικρές λάμψεις στον ουρανό. Ωστόσο, αυτά τα φαινομενικά μικρά φώτα είναι στην πραγματικότητα τεράστιες, αρχαίες μπάλες αερίου που καίγονται χιλιάδες μίλια μακριά. Πώς έφτασαν εκεί και πόσο κράτησαν; Ακολουθεί μια λίστα με τα παλαιότερα αστέρια στο σύμπαν, καθώς και πώς προέκυψαν.

1. HD 140283

Το HD 140283 — που αναφέρεται επίσης ως Methuselah — θεωρείται συνήθως ως το αρχαιότερο αστέρι στο σύμπαν και βρίσκεται στον αστερισμό του Ζυγού. Ωστόσο, η ηλικία του είναι προς συζήτηση. Η πρώτη εκτίμηση ήταν 16 δισεκατομμύρια χρόνια, που ήταν μια σημαντική απόκλιση με την ηλικία του σύμπαντος, η οποία συνήθως θεωρείται ότι είναι 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτό φυσικά κέντρισε πολύ ενδιαφέρον, καθώς αν αυτή η εκτίμηση ήταν ακριβής, άλλαξε είτε την ηλικία του σύμπαντος είτε τον τρόπο που οι επιστήμονες πίστευαν ότι σχηματίστηκε. Άλλες έρευνες έχουν μειώσει αυτόν τον αριθμό από 14,27-14,46 δισεκατομμύρια σε 12 δισεκατομμύρια χρόνια, με το πρώτο να εξακολουθεί να είναι δυνατό με το περιθώριο λάθους. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αυτό το αστέρι είναι απίστευτα παλιό.

2. 2MASS J22132050-5137385

2MASS J22132050‑5137385 εντός του αστερισμού Grus είναι ο επόμενος υποψήφιος για το αρχαιότερο αστέρι. Οι αστρονόμοι έχουν καθορίσει την κατά προσέγγιση ηλικία του στα 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, με περιθώριο σφάλματος 2,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό ήταν μόνο το όγδοο αστέρι ταχείας σύλληψης νετρονίων ενισχυμένη με διαδικασία σύλληψης νετρονίων που περιείχε ουράνιο και θόριο και αξιολόγησαν την ηλικία με βάση τη διάσπαση του ραδιενεργού ισοτόπου.

3. SMSS J031300.36-670839.3

Το SMSS J031300.36-670839.3 βρέθηκε το 2014 στον αστερισμό Hydrus. Είναι το γηραιότερο αστέρι με επακριβώς προσδιορισμένη ηλικία, το οποίο βρίσκεται στα 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι επίσης πιθανόν ένα από τα παλαιότερα αστέρια δεύτερης γενιάς, τα οποία είναι αστέρια φτωχά σε μέταλλα μέσα στο γαλαξιακό φωτοστέφανο και το εξόγκωμα ενός γαλαξία.

4. 2MASS J18082002-5104378 B

Το επόμενο στη συλλογή των παλαιότερων αστεριών στο σύμπαν είναι το 2MASS J18082002-5104378 B. Είναι 2.000 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Ara, και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι είναι τουλάχιστον 13,53 δισεκατομμυρίων ετών. Κατάφεραν να καθορίσουν αυτήν την προσέγγιση με βάση το μακιγιάζ του αστεριού.

Όταν πρωτοδημιουργήθηκε το σύμπαν, ήταν περίπου 75% υδρογόνο, 25% ήλιο και μικρές ποσότητες βηρυλλίου και λιθίου. Όσο μεγαλύτερο είναι το αστέρι, τόσο πιο κοντά η σύνθεσή του θα πρέπει να ταιριάζει με τα συστατικά και την αναλογία του Big Bang. Το 2MASS J18082002-5104378 B πληροί αυτές τις απαιτήσεις σχεδόν ακριβώς, επομένως πιθανότατα σχηματίστηκε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά την αρχή του σύμπαντος.

5. TOI-157

Το TOI-157 είναι άλλο ένα από τα παλαιότερα αστέρια ηλικίας 12,82 δισεκατομμυρίων ετών, με περιθώριο σφάλματος επιπλέον 0,73 δισεκατομμύρια ή μείον 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι το πρώτο αστέρι σε αυτήν τη λίστα με εξωπλανήτη — TOI 157 b, ο οποίος ανακαλύφθηκε το 2020. Ο πλανήτης είναι τεράστιος, χρειάζεται 2,1 ημέρες για να ολοκληρώσει την τροχιά του με μέγεθος ίσο με 1,18 Δία.

6. PSR B1620-26

Σε ηλικία 12,2 δισεκατομμυρίων ετών, το PSR B1620-26 είναι ένα άλλο απίστευτα αρχαίο αστέρι. Παρά το γεγονός ότι είναι πολύ μικρότερο από τον ήλιο, καίει 467% θερμότερο από αυτόν στους 26.727° Κελσίου. Ο εξωπλανήτης του PSR B1620-26 b είναι ένας από τους παλαιότερους που έχουν βρεθεί, ηλικίας 12,7 δισεκατομμυρίων ετών. Μερικοί τον αποκαλούν «ο πλανήτης της Γένεσης» ή τον αποκαλούν επίσης «Μεθουσάλα» λόγω της απίστευτης ηλικίας του.

7. Gliese 414 A

Το Gliese 414 είναι ένα δυαδικό σύστημα, με το 414 A να είναι το παλαιότερο από τα δύο συστατικά. Οι εκτιμήσεις το τοποθετούν σε ηλικία 12,4 δισεκατομμυρίων ετών, με περιθώριο σφάλματος 5,2 δισεκατομμυρίων ετών. Το αστέρι έχει δύο εξωπλανήτες που περιφέρονται γύρω του.

Πώς σχηματίζονται τα αστέρια;

Τα αστέρια ξεκινούν ως σύννεφα αερίου και σκόνης που οι αστρονόμοι αποκαλούν μοριακά νέφη. Μπορούν να γίνουν τεράστιες — μερικά εκτείνονται έως και εκατοντάδες έτη φωτός και έχουν μάζα 1.000 έως 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Καθώς κινούνται στο διάστημα, μερικά από αυτά συγχωνεύονται ή χτυπούν το ένα το άλλο, γεγονός που ενισχύει τη βαρυτική τους δύναμη καθώς μεγαλώνουν οι μάζες τους.

Μόλις ένα μοριακό νέφος δεν μπορεί πλέον να στηριχθεί, καταρρέει, προκαλώντας τριβή που το θερμαίνει και δημιουργεί ένα μωρό αστέρι ή πρωτοάστρο. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του προέρχεται από τη θερμότητα που παρήγαγε κατά την κατάρρευση, αλλά μετά από εκατομμύρια χρόνια, η πίεση και η θερμοκρασία στον πυρήνα του άστρου αρχίζουν να δημιουργούν ήλιο μέσω της πυρηνικής σύντηξης. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια που θερμαίνει το αστέρι και σταματά κάθε περαιτέρω κατάρρευση. Σε αυτό το σημείο, είναι ένα αστέρι της κύριας ακολουθίας.

Η φάση της κύριας ακολουθίας είναι η μεγαλύτερη φάση της ζωής ενός αστεριού. Όσο μεγαλύτερο είναι σε μάζα, τόσο πιο γρήγορα θα καεί μέσω των αερίων που το αποτελούν για να θερμανθεί, οδηγώντας τελικά σε κατάρρευση στον πυρήνα του.

Πώς μπορούν οι επιστήμονες να πουν τις εποχές των αρχαίων αστεριών;

Αφού βρουν νέα αστέρια, υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους οι αστρονόμοι μπορούν να προσπαθήσουν να μετρήσουν πόσο χρονών είναι:

Μεταλλικότητα: Τα παλαιότερα αστέρια περιέχουν μόνο υδρογόνο και ήλιο, ενώ τα νεότερα περιέχουν βαρύτερα μέταλλα που σχηματίστηκαν από προηγούμενες καταρρεύσεις αστεριών, όπως οξυγόνο, σίδηρο ή άνθρακα. Οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν τις γραμμές απορρόφησης στο φάσμα ενός αστεριού για να αναλύσουν από ποια υλικά είναι κατασκευασμένο και να κρίνουν την ηλικία του με βάση αυτά τα αποτελέσματα.
Το διάγραμμα Hertzprung-Russell: Αυτή η τεχνική σχεδιάζει τα αστέρια με βάση τις επιφανειακές θερμοκρασίες - που οι άνθρωποι βλέπουν ως χρώματα - και τη φωτεινότητα. Αυτά βοηθούν να εκτιμηθεί πόσα καύσιμα έχουν ήδη κάψει και πόσο χρόνο έχουν μέχρι να «σβήσουν».
Αστεροσεισμολογία: Όπως και ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες της Γης χρησιμοποιούν τη σεισμολογία για να καταλάβουν από τι αποτελείται η Γη, οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν την αστεροσεισμολογία για να αξιολογήσουν τις διακυμάνσεις της φωτεινότητας ενός άστρου για να μετρήσουν την εσωτερική δομή και την πυκνότητά του. Με αυτήν την επιστήμη, μπορούν να μαντέψουν την ηλικία του σε περίπου 10%.

The Incredible Origins of the Oldest Stars

Τα αστέρια δεν ήρθαν απλά από το πουθενά. Όπως το γνωστό σύμπαν, σχηματίστηκαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια από σύννεφα σκόνης και αερίων. Αν και αυτή η διαδικασία εξακολουθεί να συμβαίνει σήμερα, τα παλαιότερα αστέρια στο σύμπαν μπορούν να διδάξουν στους επιστήμονες πολλά για την προέλευση του εαυτού τους και την ίδια τη ζωή.