הדור הראשון של כוכבים שינה את היקום באופן מהותי על ידי מיזוג יסודות פשוטים כמו מימן והליום לאלה מורכבים יותר בתוך הליבות שלהם, פיזור יסודות אלה על פני החלל עם מותם – יסודות שהם כעת חלק מכדור הארץ ומהיצורים החיים. לאחרונה גילו מדענים כוכב דור שני מגלקסיה אחרת, המציע תובנות ייחודיות לגבי תהליכי היווצרות היסודות המוקדמים בגלקסיות שמעבר לשביל החלב.
רמזים חדשים לגבי מקורות היסודות של היקום נחשפו על ידי כוכבים מהענן המגלן הגדול.
היקום השתנה לנצח על ידי הדור הראשון של הכוכבים. בתוך הליבות שלהם, מימן והליום בסיסיים התמזגו למערך מגוון של יסודות. כאשר הכוכבים הללו פגשו את הקץ שלהם, הם התפוצצו, פיזרו את היסודות החדשים הללו ברחבי הקוסמוס. הברזל בוורידים שלך, הסידן בשיניים והנתרן המניע את המחשבות שלך נולדו כולם בלב של כוכב שמת מזמן.
איש לא הצליח למצוא אחד מאותם דור ראשון של כוכבים, אבל מדענים הכריזו על ממצא ייחודי: כוכב מהדור השני שנוצר במקור בגלקסיה שונה משלנו.
"כוכב זה מספק צוהר ייחודי לתהליך יצירת היסודות המוקדם מאוד בגלקסיות שאינן שלנו", אמר אנירוד צ'יטי, פוסט-דוקטורנט מאוניברסיטת שיקגו ומחבר ראשון במאמר שהכריז על הממצאים. "בנינו רעיון כיצד נראים הכוכבים הללו שהועשרו כימית על ידי הכוכבים הראשונים שביל החלבאבל אנחנו עדיין לא יודעים אם חלק מהחתימות הללו הן ייחודיות, או אם דברים קרו באופן דומה בגלקסיות אחרות."
העיתון פורסם לאחרונה ב אסטרונומיה של הטבע.
"מחטי דיג מתוך ערימות שחת"
צ'יטי מתמחה במה שנקרא ארכיאולוגיה של כוכבים: שחזור איך הדורות המוקדמים של כוכבים שינו את היקום. "אנחנו רוצים להבין מה היו המאפיינים של אותם כוכבים ראשונים ומהם היסודות שהם יצרו", אמר צ'יטי.
אבל אף אחד עדיין לא הצליח לראות ישירות את כוכבי הדור הראשון האלה, אם נשארו ביקום. במקום זאת, צ'יטי ועמיתיו מחפשים כוכבים שנוצרו מהאפר של אותו דור ראשון.
הענן המגלן הגדול, גלקסיה שנפלה לשלנו לפני מיליארדי שנים, יכול לעזור לחשוף כיצד היקום התפתח באזורים אחרים. למעלה, תמונות של הענן שצולמו באור אינפרא אדום. קרדיט: נאס"א/JPL
זו עבודה קשה, כי אפילו הדור השני של כוכבים הוא כיום עתיק ונדיר להפליא. רוב הכוכבים ביקום, כולל השמש שלנו, הם תוצאה של עשרות עד אלפי דורות, שבכל פעם בונים עוד ועוד יסודות כבדים. "אולי פחות מ-1 מתוך 100,000 כוכבים בשביל החלב הם אחד מכוכבי הדור השני האלה", אמר. "אתה באמת דוג מחטים מתוך ערימות שחת."
אבל זה שווה את זה כדי לקבל תמונות של איך נראה היקום אחורה בזמן. "בשכבות החיצוניות שלהם, הכוכבים האלה משמרים את היסודות ליד המקום שבו הם נוצרו", הסביר. "אם אתה יכול למצוא כוכב ישן מאוד ולקבל את ההרכב הכימי שלו, אתה יכול להבין איך היה ההרכב הכימי של היקום במקום שבו הכוכב הזה נוצר, לפני מיליארדי שנים."
מוזרות מסקרנת
לצורך המחקר הזה, צ'יטי ועמיתיו כיוונו את הטלסקופים שלהם למטרה יוצאת דופן: הכוכבים המרכיבים את הענן המגלן הגדול.
הענן המגלן הגדול הוא רצועה בהירה של כוכבים הנראים לעין בלתי מזוינת בחצי הכדור הדרומי. כעת אנו חושבים שזו הייתה פעם גלקסיה נפרדת שנלכדה על ידי כוח המשיכה של שביל החלב רק לפני כמה מיליארדי שנים. זה הופך אותו למעניין במיוחד מכיוון שהכוכבים העתיקים ביותר שלו נוצרו מחוץ לשביל החלב – מה שנותן לאסטרונומים הזדמנות ללמוד אם התנאים ביקום המוקדם כולם נראים זהים, או שהם שונים במקומות אחרים.
טלסקופי מגלן במצפה הכוכבים של לאס קמפנס בצ'ילה, שבהם השתמשו המדענים כדי למפות את פרופיל היסוד של הכוכבים העתיקים. קרדיט: מכון קרנגי למדע
המדענים חיפשו עדויות לכוכבים עתיקים במיוחד אלו בענן המגלן הגדול וקטלגו עשרה מהם, תחילה עם סוכנות החלל האירופיתשל גאיה לוויין ולאחר מכן עם טלסקופ מגלן בצ'ילה.
אחד הכוכבים האלה קפץ מיד כמו מוזר. היו בו הרבה, הרבה פחות מהיסודות הכבדים יותר מאשר בכל כוכב אחר שנראה עד כה בענן המגלן הגדול. זה אומר שהוא נוצר כנראה בעקבות הדור הראשון של כוכבים – כך שהוא עדיין לא בנה יסודות כבדים יותר במהלך לידות ומוות של כוכבים חוזרים ונשנים.
מיפוי היסודות שלו, המדענים הופתעו לראות שיש בו הרבה פחות פחמן מברזל בהשוואה למה שאנו רואים בכוכבי שביל החלב.
"זה היה מאוד מסקרן, וזה מרמז שאולי שיפור הפחמן של הדור הקדום ביותר, כפי שאנו רואים בשביל החלב, לא היה אוניברסלי", אמר צ'יטי. "נצטרך לעשות מחקרים נוספים, אבל זה מצביע על הבדלים ממקום למקום.
"אני חושב שאנחנו ממלאים את התמונה של איך נראה תהליך העשרת האלמנטים המוקדם בסביבות שונות", אמר.
הממצאים שלהם גם אימתו מחקרים אחרים שהצביעו על כך שהענן המגלן הגדול יצר הרבה פחות כוכבים בשלב מוקדם בהשוואה לשביל החלב.
צ'יטי מוביל כעת תוכנית הדמיה למיפוי חלק גדול מהשמיים הדרומיים כדי למצוא את הכוכבים המוקדמים ביותר האפשריים. "תגלית זו מציעה שצריכים להיות רבים מהכוכבים האלה בענן המגלן הגדול אם נסתכל מקרוב", אמר. "זה באמת מרגש לפתוח את הארכיאולוגיה הכוכבית של הענן המגלן הגדול, ולהיות מסוגל למפות בפירוט כזה כיצד הכוכבים הראשונים העשירו כימית את היקום באזורים שונים."
