مهروماه

یک ستارۀ باستانی در راه شیری کشف شده که حدود ۳۵۰۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد. این ستاره، یک ستاره غول سرخ به نام SMSS J160540.18-144323.1 است که میزان آهن در آن از تمام ستارگان موجود در کهکشان راه شیری کمتر است. این بدان معنی است که این ستاره یکی از قدیمی‌ترین ستاره‌های کیهان است که احتمالاً متعلق به نسل دوم ستاره‌ها بوده و پس از اینکه جهان ما چیزی در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش به وجود آمد، شکل گرفته است.

توماس نوردلندر از مرکز ARC و دانشگاه ملی استرالیا گفت: «سطح آهن این ستاره فوق‌العاده کم خون که احتمالاً فقط چند صد میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته چیزی در حدود ۱٫۵ میلیون برابر کمتر از خورشید است. این حجم از آهن درست مانند یک قطره آب در استخر المپیک میباشد.»

لذا محققان با استفاده از همین موضوع توانستند سن این ستاره را تخمین بزنند، زیرا در جهان ابتدایی هیچگونه فلزی وجود نداشت. اولین ستارگان تنها از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بودند و تصور ما بر این است که آنها بسیار حجیم و فوق‌العاده داغ بوده و عمر بسیار کوتاهی داشتند. این ستاره‌ها که نسل سوم نام دارند هرگز توسط ما رویت نشده بودند.

ستارگان از شکافت هسته‌ای قدرت می‌گیرند، که در آن هسته‌های اتمی عناصر سبک‌تر با هم ترکیب می‌شوند تا هسته‌های سنگین‌تری را ایجاد نمایند. در ستارگان کوچکتر، این همجوشی عمدتا ناشی از ترکیب هیدروژن با هلیوم است. اما در ستارگان بزرگتر – مانند ستاره‌های نسل سوم تصور می شود عناصری نظیر سیلیسیم و آهن نیز دخیل بوده‌اند.

هنگامی که چنین ستارگانی در انفجارهای ابرنواختر تماشایی به عمر خود پایان میدادند، این عناصر به درون جهان منتشر می شدند. با تشکیل ستاره‌های جدید، این عناصر نیز مجددا به کار گرفته شده و بنابراین، میزان فلز یک ستاره یک شاخص قابل اعتماد برای تعیین عمر آن ستاره است. بعنوان مثال، براساس میزان فلز موجود در ستاره‌ها ما میدانیم که خورشید شاید چیزی در حدود ۱۰۰ نسل بعد از بیگ بنگ به وجود آمده باشد.

اما ما ستاره‌های دیگری در کهکشان راه شیری یافتیم که از فلز بسیار کمتری برخوردار هستند و این امر نشان دهندۀ پیدایش آنها در جهان اولیه است. یکی از این موارد ۲MASS J18082002–۵۱۰۴۳۷۸ B است که رکورد قبلی کمترین میزان آهن یعنی (Fe / H) = ۰٫۰۷ − ۰۴٫۰۷ ± را که در حدود ۱۱،۷۵۰ برابر کمتر از فلز موجود در خورشید است از آن ِ خود کرده بود.

اما ستارۀ SMSS J160540.18-144323.1 دارای مقدار آهنی برابر با [Fe / H] = 0.2 − ۶٫۲ ± است و همانطور که “نوردلندر” بیان داشت این مقدار آهن، حدود ۱٫۵ میلیون برابر کمتر از فلز موجود در خورشید است. بعید به نظر می‌رسد که ستاره‌ای از نسل سوم باقی مانده باشد که ما بتوانیم ان را مطالعه کنیم. اما به واسطه ستارگان پس از آنها، می توان پرده از اسرار حیات این ستارگان برداشت.

محققان بر این باورند که ستاره‌ای که آهن خود را به SMSS J160540.18-144323.1 داده بود در جهان اولیه دارای جرم بسیار کمی یعنی چیزی در حدود ۱۰ برابر جرم خورشید بوده است. این جرم به اندازه‌ای عظیم است که می تواند یک ستاره نوترونی تولید کند. لذا این تیم معتقد است که بعد از انفجار ابرنواختر نسبتا ضعیف، آن ستارۀ اولیه همین کار را انجام داده است.

یک انفجار ابرنواختری می‌تواند باعث ِ آغاز یک فرایند پر سرعت برای به دام انداختن نوترون یا فرایند R شود. این فرایند از یک سری واکنش‌های هسته‌ای تشکیل شده که در آن هسته‌های اتمی به نوترون‌ها برخورد کرده تا عناصر سنگین‌تری مانند آهن تولید شوند.

هیچ مدرک قابل توجهی از وجود این عناصر در این ستاره وجود ندارد و عدم وجود چنین شواهدی بدان معنی است که این عناصر توسط ستاره نوترونی‌ای که بتازگی مرده، اسیر شده بودند. اما آهن باقی مانده به اندازه‌ای بود که به شکل‌گیری ستاره SMSS J160540.18-144323.1 کمک کرده است. بنابراین این ستاره احتمالاً یکی از اولین اعضای نسل دوم ستاره‌ها بود که هم اکنون در حال مرگ می‌باشد.

این ستاره هم اکنون به یک غول سرخ تبدیل شده و این بدان معناست که در پایان عمر خود قرار دارد و از آخرین هیدروژن خود قبل از اینکه بر اثر همجوشی به هلیوم تبدیل شود استفاده می‌کند. این تیم معتقد است که مطالعۀ دقیق‌تر این ستاره می تواند اطلاعات بیشتری را در مورد ستاره‌های نسل سوم فراهم آورد و داستان‌های بیشتری را برای ما نقل کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.