Astronomer har hittat vad som kan vara en av universums äldsta stjärnor, en kropp nästan helt gjord av material som spyddes ut från Big Bang.

Upptäckten av denna cirka 13,5 miljarder år gamla lilla stjärna betyder att fler stjärnor med mycket låg massa och mycket lågt metallinnehåll sannolikt finns där ute - kanske till och med några av universums allra första stjärnor.

Stjärnan är ovanlig eftersom till skillnad från andra stjärnor med mycket låg metallhalt, den är en del av Vintergatans "tunna skiva" - den del av galaxen där vår egen sol finns.

Och eftersom den här stjärnan är så gammal, forskare säger att det är möjligt att vårt galaktiska område är minst 3 miljarder år äldre än man tidigare trott. Resultaten publiceras i The Astrophysical Journal .

"Den här stjärnan är kanske en på 10 miljoner, " sa huvudförfattaren Kevin Schlaufman, en biträdande professor vid Johns Hopkins University i fysik och astronomi. "Det berättar något mycket viktigt om de första generationerna av stjärnor."

Universums första stjärnor efter Big Bang skulle helt ha bestått av element som väte, helium, och små mängder litium. Dessa stjärnor producerade sedan grundämnen tyngre än helium i sina kärnor och sådde universum med dem när de exploderade som supernovor.

Nästa generation av stjärnor bildades av moln av material spetsade med dessa metaller, införliva dem i deras makeup. Metallinnehållet, eller metallicitet, av stjärnor i universum ökade när cykeln av stjärnfödelse och död fortsatte.

Den nyupptäckta stjärnans extremt låga metallicitet indikerar att, i ett kosmiskt släktträd, det kan vara så lite som en generation borta från Big Bang. Verkligen, det är den nya rekordhållaren för stjärnan med det minsta antalet tunga grundämnen – den har ungefär samma tunga grundämnesinnehåll som planeten Merkurius. I kontrast, vår sol är tusentals generationer på den linjen och har ett tungt elementinnehåll lika med 14 Jupiters.

Astronomer har hittat ett 30-tal uråldriga "ultrametallfattiga" stjärnor med solens ungefärliga massa. Stjärnan Schlaufman och hans team hittade, dock, är bara 14 procent av solens massa.

Stjärnan är en del av ett tvåstjärnigt system som kretsar runt en gemensam punkt. Teamet hittade den lilla, nästan osynligt svag "sekundär" stjärna efter att en annan grupp astronomer upptäckt den mycket ljusare "primära" stjärnan. Det laget mätte primärens sammansättning genom att studera ett högupplöst optiskt spektrum av dess ljus. Närvaron eller frånvaron av mörka linjer i en stjärnas spektrum kan identifiera de element den innehåller, som kol, syre, väte, järn, och mer. I detta fall, stjärnan hade extremt låg metallicitet. Dessa astronomer identifierade också ovanligt beteende i stjärnsystemet som antydde närvaron av en neutronstjärna eller ett svart hål. Schlaufman och hans team fann att det var felaktigt, men genom att göra det, de upptäckte den synliga stjärnans mycket mindre följeslagare.

Existensen av den mindre sällskapsstjärnan visade sig vara den stora upptäckten. Schlaufmans team kunde sluta sig till dess massa genom att studera den primära stjärnans lätta "vobbling" när den lilla stjärnans gravitation drog i den.

Så sent som i slutet av 1990-talet, forskare trodde att bara massiva stjärnor kunde ha bildats i universums tidigaste stadier – och att de aldrig kunde observeras eftersom de brinner igenom sitt bränsle och dör så snabbt.

Men när astronomiska simuleringar blev mer sofistikerade, de började antyda att i vissa situationer, en stjärna från denna tidsperiod med särskilt låg massa kan fortfarande existera, till och med mer än 13 miljarder år sedan Big Bang. Till skillnad från stora stjärnor, lågmassa kan leva mycket långa tider. Röda dvärgstjärnor, till exempel, med en bråkdel av solens massa, tros leva till biljoner år.

Upptäckten av denna nya ultrametallfattiga stjärna, heter 2MASS J18082002-5104378 B, öppnar upp möjligheten att observera ännu äldre stjärnor.

"Om vår slutsats är korrekt, då kan lågmassastjärnor som har en sammansättning som uteslutande är resultatet av Big Bang existera, sade Schlaufman, som också är knuten till universitetets institut för dataintensiv teknik och vetenskap. "Även om vi ännu inte har hittat ett sådant objekt i vår galax, det kan finnas."