Menurut model kosmologi moden, Alam Semesta bermula dalam peristiwa bencana yang dikenali sebagai Big Bang. Ini berlaku kira-kira 13.8 bilion tahun yang lalu, dan diikuti dengan masa pengembangan dan penyejukan. Pada masa itu, atom hidrogen pertama terbentuk sebagai gabungan proton dan elektron dan daya asas fizik dilahirkan. Kemudian, kira-kira 100 juta tahun selepas Big Bang, bintang dan galaksi pertama mula terbentuk.
Pembentukan bintang-bintang pertama juga memungkinkan pembentukan unsur-unsur yang lebih berat, dan oleh itu pembentukan planet-planet dan semua kehidupan seperti yang kita ketahui. Namun, hingga kini, bagaimana dan kapan proses ini berlaku secara teori adalah kerana para astronom tidak mengetahui di mana bintang-bintang tertua di galaksi kita ditemui. Tetapi berkat kajian baru oleh pasukan astronomi Sepanyol, kita mungkin baru sahaja menemui bintang tertua di Bima Sakti!
Kajian bertajuk "J0815 + 4729: Bintang kerdil primitif kimia di Galactic Halo yang diperhatikan dengan Gran Telescopio Canarias", baru-baru ini muncul di Surat Jurnal Astrofizik. Diketuai oleh David S. Aguado dari Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), pasukan tersebut merangkumi anggota dari University of La Laguna dan Majlis Penyelidikan Nasional Sepanyol (CSIC).
Bintang ini terletak kira-kira 7.500 tahun cahaya dari Matahari, dan ditemui di lingkaran Bima Sakti di sepanjang garis pandang ke buruj Lynx. Dikenal sebagai J0815 + 4729, bintang ini masih dalam urutan utamanya dan mempunyai jisim rendah, (sekitar 0.7 Massa Suria), walaupun pasukan penyelidik menganggarkan bahawa ia mempunyai suhu permukaan sekitar 400 darjah lebih panas - 6,215 K (5942 ° C; 10,727 ° F) berbanding 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Demi kajian mereka, pasukan mencari bintang yang menunjukkan tanda-tanda miskin logam, yang akan menunjukkan bahawa ia telah berada dalam urutan utamanya sejak sekian lama. Pasukan pertama memilih J0815 + 4729 dari Sloan Digital Sky Survey-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (SDSS-III / BOSS) dan kemudian melakukan siasatan spektroskopi susulan untuk menentukan komposisinya (dan oleh itu umurnya).
Ini dilakukan dengan menggunakan Spectrograph dan Imaging System (ISIS) dispersi Menengah di Teleskop William Herschel (WHT) dan Sistem Optik untuk Pengimejan dan Spektroskopi Bersepadu Resolusi rendah-menengah (OSIRIS) di Gran Telescopio de Canarias (GTC), kedua-duanya yang terletak di Observatorio del Roque de los Muchachos di pulau La Palma.
Selaras dengan ramalan teori moden, bintang itu dijumpai di lingkaran Galaksi - komponen lanjutan galaksi kita yang menjangkau cakera galaksi (bahagian yang dapat dilihat). Di kawasan inilah bintang tertua dan paling miskin logam dipercayai dijumpai di galaksi, oleh itu mengapa pasukan itu yakin bahawa bintang yang berasal dari Alam Semesta awal akan ditemui di sini.
Seperti yang dijelaskan oleh Jonay González Hernández - seorang profesor dari University of La Laguna, ahli IAC dan pengarang bersama di atas kertas - dalam siaran akhbar IAC:
"Teori meramalkan bahawa bintang-bintang ini dapat menggunakan bahan dari supernova pertama, yang nenek moyangnya adalah bintang besar pertama di galaksi, sekitar 300 juta tahun setelah Big Bang. Walaupun umurnya, dan jaraknya jauh dari kita, kita masih dapat memerhatikannya. "
Spectra yang diperoleh oleh instrumen ISIS dan OSIRIS mengesahkan bahawa bintang itu lemah dalam logam, menunjukkan bahawa J0815 + 4729 hanya mempunyai sepersepuluh kalsium dan zat besi yang dikandung oleh Matahari. Di samping itu, pasukan juga menyedari bahawa bintang tersebut mempunyai kandungan karbon yang lebih tinggi daripada Matahari kita, menyumbang hampir 15% peratus dari kelimpahan solarnya (iaitu kelimpahan relatif unsur-unsurnya).
Ringkasnya, J0815 + 4729 mungkin merupakan bintang paling kaya besi dan kaya karbon yang kini diketahui oleh ahli astronomi. Lebih-lebih lagi, menganggapnya agak sukar kerana bintang itu lemah dalam cahaya dan dikuburkan dalam sejumlah besar data arkib SDSS / BOSS. Sebagai Carlos Allende Prieto, seorang penyelidik IAC lain dan pengarang bersama di atas kertas, menunjukkan:
"Bintang ini tersimpan dalam pangkalan data proyek BOSS, di antara sejuta spektrum bintang yang telah kami analisis, memerlukan usaha pengamatan dan komputasi yang cukup besar. Ia memerlukan spektroskopi resolusi tinggi pada teleskop besar untuk mengesan unsur kimia dalam bintang, yang dapat membantu kita memahami supernova pertama dan keturunannya. "
Dalam masa terdekat, pasukan meramalkan bahawa spektrograf generasi akan datang memungkinkan untuk penyelidikan lebih lanjut yang akan mendedahkan lebih banyak mengenai banyaknya bahan kimia bintang. Instrumen tersebut termasuk spektrograf resolusi tinggi HORS, yang kini dalam fasa percubaan di Gran Telescopio Canarias (GTC).
"Mengesan litium memberi kita maklumat penting yang berkaitan dengan nukleosintesis Big Bang," kata Rafael Rebolo, pengarah IAC dan pengarang makalah tersebut. "Kami sedang mengerjakan spektrograf resolusi tinggi dan spektrum luas untuk mengukur komposisi kimia terperinci bintang dengan sifat unik seperti J0815 + 4719."
Kajian-kajian masa depan ini pasti akan memberi kebaikan kepada ahli astronomi dan ahli kosmologi. Selain berpeluang mempelajari bintang yang terbentuk ketika Alam Semesta masih di peringkat awal, mereka dapat memberikan wawasan baru mengenai tahap awal alam semesta, pembentukan bintang pertama, dan sifat supernova pertama. Dengan kata lain, mereka akan menempatkan kita selangkah lebih dekat untuk mengetahui bagaimana Alam Semesta seperti yang kita tahu ia terbentuk dan berkembang.
