En nyupptäckt forntida stjärna som innehåller en rekordlåg mängd järn bär bevis på en klass av ännu äldre stjärnor, länge hypotes men antas ha försvunnit.

I en artikel publicerad i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society : Brev , forskare under ledning av Dr Thomas Nordlander från ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) bekräftar att det finns en ultrametallfattig röd jättestjärna, ligger i Vintergatans halo, på andra sidan galaxen ungefär 35, 000 ljusår från jorden.

Dr Nordlander, från Australian National University (ANU) nod av ASTRO 3-D, tillsammans med kollegor från Australien, USA och Europa, lokaliserade stjärnan med hjälp av universitetets dedikerade SkyMapper-teleskop vid Siding Springs Observatory i NSW.

Spektroskopisk analys visade att stjärnan hade en järnhalt på bara en del per 50 miljarder.

"Det är som en droppe vatten i en olympisk simbassäng, " förklarar Dr Nordlander.

"Denna otroligt anemiska stjärna, som troligen bildades bara några hundra miljoner år efter Big Bang, har järnhalter 1,5 miljoner gånger lägre än solens."

Dess ringa järninnehåll är tillräckligt för att placera stjärnan – formellt kallad SMSS J160540.18–144323.1 – i rekordböckerna, men det är vad den låga nivån antyder om dess ursprung som gör astronomerna verkligen upphetsade.

De allra första stjärnorna i universum tros ha bestått av endast väte och helium, tillsammans med spår av litium. Dessa element skapades omedelbart efter Big Bang, medan alla tyngre grundämnen har dykt upp från värmen och trycket från kataklysmiska supernovor – titaniska explosioner av stjärnor. Stjärnor som solen som är rika på tunga grundämnen innehåller därför material från många generationer av stjärnor som exploderar som supernovor.

Eftersom ingen av de första stjärnorna ännu har hittats, deras egenskaper förblir hypotetiska. De förväntades länge ha varit otroligt massiva, kanske hundratals gånger mer massiv än solen, och att ha exploderat i otroligt energiska supernovor som kallas hypernovor.

Bekräftelsen av den anemiska SMSS J160540.18–144323.1, även om det i sig inte var en av de första stjärnorna, lägger till ett kraftfullt bevis.

Dr Nordlander och kollegor föreslår att stjärnan bildades efter att en av de första stjärnorna exploderade. Den exploderande stjärnan visar sig ha varit ganska föga imponerande, bara tio gånger mer massiv än solen, och att ha exploderat endast svagt (i astronomiska skalor) så att de flesta av de tunga grundämnena som skapades i supernovan föll tillbaka till den kvarvarande neutronstjärnan som lämnades kvar.

Endast en liten mängd nysmidet järn undkom restens gravitationskraft och fortsatte, i samverkan med mycket större mängder lättare element, att bilda en ny stjärna - en av den allra första andra generationens stjärnor, som nu har upptäckts.

Medforskare professor Martin Asplund, en chefsutredare för ASTRO 3-D vid ANU, sa att det var osannolikt att några riktiga första stjärnor har överlevt till idag.

"De goda nyheterna är att vi kan studera de första stjärnorna genom deras barn - stjärnorna som kom efter dem som den vi har upptäckt, " han säger.

Studien genomfördes i samarbete med forskare från Monash University och University of New South Wales i Australien, Massachusetts Institute of Technology och Joint Institute for Nuclear Astrophysics, både i USA, Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland, Uppsala universitet i Sverige, och universitetet i Padova i Italien.