Tähtitieteilijöille, astrofyysikoille ja kosmologeille kyky havaita maailmankaikkeudessa muodostuneet ensimmäiset tähdet ovat aina olleet saavuttamattomia.
Kaikkein etäisin havaittu kohde oli MACS 1149-JD, galaksi, joka sijaitsi 13,2 miljardin valovuoden päässä Maasta ja joka nähtiin Hubble eXtreme Deep Field (XDF) -kuvassa.
Toisaalta maailmankaikkeus koki kosmologien kutsumana “pimeinä aikoina” noin miljardiin vuoteen Suuren räjähdyksen jälkeen, kun maailmankaikkeus oli täynnä kaasupilviä, jotka peittivät näkyvää ja infrapunavaloa.
Onneksi joukko tutkijoita Georgian teknillisen instituutin relativistisen astrofysiikan keskuksessa suoritti äskettäin simulaatioita, jotka osoittivat, miltä ensimmäiset tähdet näyttivät.
Tutkimuksen, joka kuvaa Royal Astronomical Society -lehden kuukausitiedoissa julkaistuja tuloksia, johti tutkija Jen Chiaki ja CfRA: n apulaisprofessori John Wise (vastaavasti).
Heihin liittyi tutkijoita Rooman yliopistosta, Rooman tähtitieteellisestä observatoriosta, kansallisesta astrofysiikan instituutista (INAF) ja kansallisesta ydinfysiikan instituutista (INFN).
Tähtien elämä- ja kuolemansyklien perusteella astrofyysikot ehdottavat, että maailmankaikkeuden ensimmäiset tähdet olivat hyvin köyhiä metalleissa. Noin 100 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen muodostuneet tähdet koostuivat alkukesästä vetykaasusta, heliumista ja pienistä määristä kevyitä metalleja.
Nämä kaasut romahtivat muodostaen tähtiä, jotka ovat 1000 kertaa massiivisempia kuin Aurinko.
Koonsa vuoksi tähdet olivat lyhytaikaisia ja todennäköisesti selviytyivät vain muutaman miljoonan vuoden ajan. Tänä aikana ydinuunissaan ilmestyi uusia ja painavampia elementtejä, jotka hajosivat, kun tähdet romahtivat ja räjähtivät supernooviksi.
Seurauksena on, että seuraavan sukupolven raskaampien tähtien tähdet sisältävät hiiltä, mikä johtaa hiilipitoisten tähtien (CEMP) nimeämiseen.
Näiden tähtien koostumus, jonka tähtitieteilijät voivat nähdä nykyään, on seurausta ensimmäisen sukupolven tähtien raskaampien alkuaineiden nukleosynteesistä (fuusio).
Tutkimalla näiden metalliköyhien tähtien muodostumismekanismia tutkijat voivat tehdä johtopäätöksiä siitä, mitä tapahtui kosmisissa “pimeissä aikakausissa”, kun ensimmäiset tähdet muodostuivat.
Tämä tutkimus on osa kasvavaa aluetta, joka tunnetaan nimellä “galaktinen arkeologia”.
Aivan kuten arkeologit luottavat fossiileihin ja esineisiin saadakseen lisätietoja vuosisatoja tai vuosituhansia sitten kadonneista yhteiskunnista, tähtitieteilijät etsivät tutkittavia muinaisia tähtiä saadakseen lisätietoja kauan kuolleista.
Seuraava askel on ylittää muinaisten tähtien hiiliominaisuudet ja sisällyttää muita raskaampia elementtejä suurempiin malleihin, tutkijat sanoivat. Tällöin galaktiset arkeologit toivovat oppivansa enemmän tietoa universumissamme olevan elämän alkuperästä ja jakautumisesta.
