EPFL -astrofysiker deltog aktivt i upptäckten av en mycket sällsynt stjärna, som är särskilt gammal och metallfattig. Som budbärare från det avlägsna förflutna, det gör det möjligt för forskarna att lära sig mer om det unga universum, direkt efter Big Bang.

"Vi gjorde en stor upptäckt, som ifrågasätter vår förståelse av bildandet av de första generationerna av stjärnor i universum. "Forskare vid EPFL Laboratory of astrophysics (LASTRO), Pascale Jablonka är en av grundarna i den orörda undersökningen, ett internationellt projekt för att leta efter de äldsta och metallfattiga stjärnorna. Det gjorde det möjligt att nyligen identifiera ett extremt sällsynt föremål. Kallas Pristine 221, det är bland de 10 mest metallfattiga stjärnorna som hittills är kända i glorin i vår galax. Dessutom, det är en av två enastående stjärnor som är nästan helt kolfria. Detta genombrott har nyligen publicerats i tidningen Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

För studier av det tidiga universum, astronomer har olika metoder till sitt förfogande:Den ena är att titta långt in i universum och tillbaka i tiden, för att se de första stjärnorna och galaxerna växa. Ett annat alternativ är att undersöka de äldsta överlevande stjärnorna i vår hemgalax, Vintergatan, för information från det tidiga universum. Den orörda undersökningen, ledd av Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) och University of Strasbourg, letar efter exakt dessa orörda stjärnor.

Att hitta dessa äldsta budbärare bland den överväldigande befolkningen av yngre stjärnor är ingen lätt uppgift. Strax efter Big Bang, universum var fyllt med väte och helium och lite litium. Inga tyngre element fanns, eftersom dessa endast syntetiseras i stjärnornas heta inre - och de fanns inte ännu. Vår sol har cirka 2 procent av tyngre element i sin atmosfär, som kan ses när vi gör ett spektrum av dess ljus. På grund av detta faktum, astrofysiker kan dra slutsatsen att solen har framkommit som en del av en senare generation av stjärnor - och har i sin atmosfär ”återvunnit” produkterna från stjärnorna som levde långt före den och sedan har dött ut. På jakt efter de äldsta stjärnorna, forskare letar efter stjärnor med mycket mer orörd atmosfär än vår sol. Ju mer orörd atmosfär, ju tidigare generationen där denna stjärna föddes. Genom att studera stjärnor från olika generationer kan vi förstå galaxens bildningshistoria-ett forskningsområde som därför också kallas kosmetologi för nära fält.

Kemisk överflöd

The Pristine-teamet använde ett speciellt smalt bandfilter på Kanada-Frankrike-Hawaii-teleskopet för att förvala kandidatstjärnor med orörd atmosfär. Detta steg följdes sedan av en detaljerad spektroskopisk kampanj med teleskop från Isaac Newton Group i Spanien och European Southern Observatory i Chile. EPFL:s forskare Pascale Jablonka och Carmela Lardo bildade ett av tre lag, med Paris -observatoriet och Instituto de Astrofísica de Canarias, ansvarar för den spektroskopiska analysen och de kemiska mängderna som ledde till identifieringen av denna mycket speciella stjärna. De kunde visa att stjärnan verkligen hade väldigt få tunga element i sin atmosfär.

"De flesta element töms av faktorer 10, 000 till 100, 000 jämfört med solen. Dessutom, dess detaljerade mönster av olika element sticker ut. Medan vanligtvis extremt metallfattiga stjärnor visar en mycket stor förbättring av kol, det gör inte den här stjärnan. Detta gör denna stjärna till den andra i sitt slag och till en viktig budbärare från det tidiga universum, säger Else Starkenburg, forskare vid AIP och första författare till studien.

"Forskare brukade tro att kol var ett nödvändigt kylmedel, möjliggör liten fragmentering av gasmolnet från vilket stjärnor bildas, och som leder till den efterföljande bildandet av lågmassestjärnor i universum med hög rödförskjutning, Pascale Jablonka förklarar. Med nu två exempel på sådana gamla och kolfattiga stjärnor, modeller måste revideras. "