Nauka

Samotny stary karzeł

Najstarsza gwiazda naszej Galaktyki

Tak wyglądały pierwsze gwiazdy w Drodze Mlecznej. Tak wyglądały pierwsze gwiazdy w Drodze Mlecznej. Gariel Perés/SMM (IAC)
Badacze nieba odkryli najstarszą gwiazdę naszej Galaktyki. Powstała zaledwie ok. 300 mln lat po Wielkim Wybuchu i wciąż ma się dobrze.
Galaktyka spiralna ESO 510-G13. Jasna kula w centrum to galaktyczne halo.The Hubble Heritage Team/NASA Galaktyka spiralna ESO 510-G13. Jasna kula w centrum to galaktyczne halo.

Najstarsza gwiazda została zidentyfikowana po raz pierwszy w ramach przeglądu nieba Sloan Digital Sky Survey, potem była obserwowana przez kosmiczny teleskop Herschela. Dokładnie przyjrzeli się jej astronomowie pracujący przy Gran Telescopio Canarias, umiejscowionym na wyspie La Palma, na Kanarach. Gwiazda znajduje się 7,5 tys. lat świetlnych od nas w północnym gwiazdozbiorze Rysia. Nie leży w płaszczyźnie Drogi Mlecznej, lecz w tzw. galaktycznym halo (halo to sferyczne twory otaczające dyski większości galaktyk spiralnych, często znacznie przekraczające rozmiarami je same i posiadające więcej niż one gwiazd; tyle że są bardzo rozproszone).

Obiekt oznaczony symbolem J0815+4729 znajduje się w tzw. ciągu głównym, co oznacza, że należy do podstawowej kategorii obiektów gwiazdowych Wszechświata (karłów), wciąż spalających wypełniający je wodór w reakcjach termojądrowych. Poza tym wiadomo, że J0815 jest mniej masywna od Słońca (posiada 0,7 słonecznej masy), a jej temperatura powierzchni jest ok. 400 stopni wyższa niż na Słońcu. Co ciekawe, bardzo dokładna analiza spektroskopowa wykazała, że znalezisko należy do tzw. II Populacji Gwiazdowej, a więc jest gwiazdą bardzo starą, charakteryzującą się niezwykle niską metalicznością.

Określenie „metaliczność” oznacza stopień zawartości w gwiazdach pierwiastków cięższych niż wodór i hel. Gwiazdy II Populacji są bardzo nisko metaliczne, ponieważ nie miały skąd czerpać pierwiastków cięższych, powstających głównie w wybuchach gwiazd supernowych i w kolizjach gwiazd neutronowych. Na wczesnych etapach rozwoju Wszechświata zjawisk tych było bardzo niewiele, dopiero w kosmosie późniejszym, w pozostałych po wybuchach mgławicach, znalazło się więcej takich pierwiastków i dlatego młode gwiazdy Populacji I zawierają ich znacznie więcej.

W J0815+4729 pierwiastki takie, jak wapń i żelazo, występują w absolutnie śladowych ilościach, więcej w niej jest natomiast węgla – ok. 15 proc. tego, co zawiera Słońce. Reszta to wodór i hel. Taki skład chemiczny dowodzi, że obiekt musi być naprawdę stary. Według obecnie obowiązującej teorii ewolucji gwiazd obiekty bardzo nisko metaliczne zwykle znajdują się przeważnie w galaktycznym halo, gdyż formowały się jeszcze, zanim proces ukształtowania całego galaktycznego tworu uległ zakończeniu. Gwiazdy te w przypadku naszej Drogi Mlecznej rodziły się pod wpływem wybuchów pierwszych supernowych, powstających z najwcześniejszych masywnych gwiazd. Szacuje się, że działo się to zaledwie 300–400 mln lat po narodzeniu się całego Wszechświata, co miało miejsce 13,82 mld lat temu. Czyli J0815 liczy sobie już ok. 13,5 mld lat – tyle mniej więcej, ile cała nasza Galaktyka.

Mały, czyli długowieczny

Oszałamiający wiek nie dziwi uczonych, ponieważ im gwiazda jest mniej masywna, tym dłużej żyje, bo procesy spalania termojądrowego zachodzą w niej znacznie wolniej niż w gwiazdach o większych masach. Mają też znacznie niższą temperaturę, stąd świecą na czerwono, pomarańczowo lub żółto (odpowiednio są to: czerwone, pomarańczowe i żółte karły). J0815 z masą 0,7 masy Słońca należy do grupy karłów pomarańczowych. Czas życia tego rodzaju gwiazd szacuje się na 15–30 mld lat, co oznacza, że żaden, nawet najwcześniejszy w kosmosie pomarańczowy karzeł nie zdołał jeszcze zakończyć żywota. Ta długowieczność, choć trudna do wyobrażenia, i tak jest niczym w porównaniu z żywotnością gwiazd najmniejszych i jednocześnie najbardziej rozpowszechnionych – czerwonych karłów. Mogą one trwać setki miliardów, a nawet biliony lat.

J0815+4729 jest więc niemal pozbawiona metali, bardzo stara, leży poza galaktycznym dyskiem i pożyje jeszcze długo. Gwiazdy długowieczne interesują także badaczy obiektów zdolnych do wytworzenia i utrzymania w swoim otoczeniu życia. Ocenia się, że pomarańczowe karły dają najlepsze warunki sprzyjające życiu. Po pierwsze, z racji ich długowieczności. 15 czy 30 mld lat to wystarczająco długo, by życie, jakie znamy, mogło się narodzić, i to wiele razy.

Po drugie, mniejsze czerwone karły, których jest ogrom w kosmosie i które istnieją znacznie dłużej, niezbyt sprzyjają życiu, ponieważ są to gwiazdy zmienne rozbłyskowe, co oznacza – bardzo aktywne, a takie zjawiska, jak protuberancje czy wyrzuty masy, podobne do zachodzących na Słońcu, są w ich przypadku wielokroć potężniejsze i częstsze. Zbytnia aktywność gwiazd nie sprzyja życiu. Wreszcie staruszka z gwiazdozbioru Rysia jest interesująca, ponieważ bardzo starych, samotnych gwiazd w halo naszej Galaktyki znamy zaledwie kilka, więc jej dalsze badania z pewnością pomogą uczonym dopracować obecnie istniejącą teorię ewolucji gwiazd.

Polityka 7.2018 (3148) z dnia 13.02.2018; Nauka; s. 67
Oryginalny tytuł tekstu: "Samotny stary karzeł"
Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Świat

NIEMCY: Berlin ciągnie do Moskwy

Osiem dekad po pakcie Ribbentrop-Mołotow w Niemczech rośnie presja na kolejną odwilż w relacjach z Rosją. Działania polskiego rządu raczej nie studzą tego zapału.

Adam Krzemiński
02.09.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną