Menurut teori kosmologi yang paling banyak diterima, bintang pertama di Alam Semesta kita terbentuk kira-kira 150 hingga 1 bilion tahun selepas Big Bang. Lama kelamaan, bintang-bintang ini mula berkumpul untuk membentuk gugus globular, yang perlahan-lahan bergabung untuk membentuk galaksi pertama - termasuk Bima Sakti kita sendiri. Untuk beberapa waktu, ahli astronomi berpendapat bahawa proses ini bermula untuk galaksi kita sekitar 13.51 bilion tahun yang lalu.
Sesuai dengan teori ini, ahli astronomi percaya bahawa bintang tertua di Alam Semesta adalah bintang besar yang berumur pendek yang telah mati. Walau bagaimanapun, sekumpulan ahli astronomi dari Universiti Johns Hopking baru-baru ini menemui bintang berjisim rendah di "cakera nipis" Bima Sakti yang berusia kira-kira 13.5 bilion tahun. Penemuan ini menunjukkan bahawa beberapa bintang paling awal di Alam Semesta mungkin masih hidup, dan tersedia untuk belajar.
Bintang ini ditemui sebagai pendamping kepada 2MASS J18082002–5104378, kapal selam yang kira-kira 1,950 tahun cahaya dari Bumi (dalam buruj Ara) dan mempunyai kandungan logam yang rendah (logam). Ketika pertama kali diperhatikan pada tahun 2016, pasukan penemuan mencatat tingkah laku yang tidak biasa yang mereka dikaitkan dengan kewujudan teman yang tidak kelihatan - mungkin bintang neutron atau lubang hitam.
Demi kajian mereka, yang baru diterbitkan di Jurnal Astrofizik, pasukan John Hopkins memerhatikan sistem bintang ini antara 2016 dan 2017 menggunakan Teleskop Magellan di Las Campanas Observatory di Chile. Setelah memerhatikan spektrum dari sistem, mereka dapat mengetahui kehadiran bintang sekunder yang sangat samar, yang sejak itu ditetapkan sebagai 2MASS J18082002–5104378 B.
Dikombinasikan dengan pengukuran halaju radial yang utamanya, yang menghasilkan anggaran jisim, pasukan menentukan bahawa bintang itu adalah bintang logam dengan jisim rendah, sangat rendah. Berdasarkan kandungan logamnya yang rendah, mereka juga menentukan bahawa ia berusia 13.5 bilion tahun, menjadikannya bintang ultra logam miskin tertua yang ditemui setakat ini. Ini bermaksud bahawa dalam istilah kosmik, bintang adalah generasi tunggal yang dikeluarkan dari Big Bang.
Seperti yang ditunjukkan oleh Kevin Schlaufman - penolong profesor fizik dan astronomi dan pengarang utama kajian - dalam siaran akhbar JHU Hub, ini adalah penemuan yang sangat tidak dijangka. "Bintang ini mungkin satu dari 10 juta," katanya. "Ini memberitahu kita sesuatu yang sangat penting mengenai generasi pertama bintang."
Walaupun ahli astronomi telah menjumpai 30 bintang ultra logam kuno pada masa lalu, masing-masing mempunyai anggaran jisim Matahari. Bintang Schlaufman dan pasukannya mendapati, hanya 14% jisim Matahari (menjadikannya kerdil merah tipe-M). Di samping itu, semua bintang logam yang sangat rendah yang ditemui sebelumnya di galaksi kita didapati mempunyai orbit yang secara amnya membawa mereka jauh ke arah galaksi.
Walau bagaimanapun, sistem bintang yang baru dijumpai ini mengorbit galaksi kita pada orbit bulat (seperti Matahari kita), yang menjaga jaraknya hampir dengan pesawat. Penemuan ini mencabar sejumlah konvensyen astronomi, dan juga membuka beberapa kemungkinan yang sangat menarik bagi para astronom.
Sebagai contoh, ahli astronomi telah lama berteori bahawa bintang terawal terbentuk setelah Big Bang (dikenali sebagai bintang Populasi III) akan terdiri sepenuhnya dari unsur-unsur paling asas - iaitu hidrogen, helium, dan sejumlah kecil litium. Bintang-bintang ini kemudian menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat di intinya yang dilepaskan ke Alam Semesta ketika mereka mencapai akhir hayat mereka dan meletup sebagai supernova.
Generasi bintang yang akan terbentuk terutamanya terdiri daripada unsur-unsur asas yang sama, tetapi juga memasukkan awan unsur-unsur yang lebih berat ini dari generasi bintang sebelumnya ke dalam susunannya. Bintang-bintang ini mencipta unsur-unsur yang lebih berat yang kemudian mereka lepaskan pada akhir jangka hayatnya, secara beransur-ansur meningkatkan logam bintang di Alam Semesta dengan setiap generasi berikutnya.
Pendek kata, ahli astronomi percaya hingga akhir 1990-an bahawa semua bintang terawal (yang pasti besar dan berumur pendek) sudah lama pupus. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, simulasi astronomi telah dilakukan yang menunjukkan bahawa bintang berjisim rendah dari generasi terawal masih boleh wujud. Tidak seperti bintang gergasi, kerdil berjisim rendah (seperti kerdil merah) dapat hidup hingga trilion tahun.
Penemuan bintang ultra logam rendah baru ini bukan sahaja mengesahkan kemungkinan ini, tetapi ini menunjukkan bahawa mungkin terdapat lebih banyak bintang di galaksi kita yang mempunyai jisim yang sangat rendah dan logam yang sangat rendah - yang sebenarnya boleh menjadi beberapa bintang pertama di Alam Semesta . Seperti yang ditunjukkan oleh Schlaufman:
"Jika kesimpulan kami betul, maka bintang dengan jisim rendah yang mempunyai komposisi secara eksklusif hasil dari Big Bang dapat wujud. Walaupun kita belum menemui objek seperti itu di galaksi kita, benda itu dapat wujud. ”
Sekiranya benar, ini dapat memungkinkan para astronom untuk mengkaji bagaimana keadaannya sejurus selepas Big Bang dan sebelum berakhirnya "Zaman Gelap". Tempoh ini, yang berlangsung hingga kira-kira 1 miliar tahun setelah Big Bang, juga ketika bintang dan galaksi terawal mula terbentuk, tetapi masih tidak dapat diakses oleh teleskop paling kuat kita. Tetapi dengan bintang-bintang yang masih hidup dari masa evolusi kosmik yang sangat awal ini, para astronom akhirnya mungkin mempunyai jendela ke dalam zaman misteri ini.
Pastikan untuk menikmati video ini yang menggambarkan orbit 2MASS J18082002–5104378 B di sekitar Bima Sakti, dengan ihsan dari JHU:
