La nuova scoperta è solo il 14% delle dimensioni del sole ed è il nuovo detentore del record per la stella con il più piccolo complemento di elementi pesanti. Ha circa lo stesso complemento di elementi pesanti di Mercurio, il pianeta più piccolo del nostro sistema solare. Credito:Kevin Schlaufman/JHU
Gli astronomi hanno scoperto quella che potrebbe essere una delle stelle più antiche dell'universo, un corpo quasi interamente fatto di materiali vomitati dal Big Bang.
La scoperta di questa minuscola stella di circa 13,5 miliardi di anni significa che probabilmente ci saranno più stelle con una massa molto bassa e un contenuto di metallo molto basso, forse anche alcune delle primissime stelle dell'universo.
La stella è insolita perché a differenza di altre stelle con contenuto di metalli molto basso, fa parte del "disco sottile" della Via Lattea, la parte della galassia in cui risiede il nostro sole.
E poiché questa stella è così vecchia, i ricercatori dicono che è possibile che il nostro vicinato galattico sia almeno 3 miliardi di anni più vecchio di quanto si pensasse in precedenza. I risultati sono pubblicati in Il Giornale Astrofisico .
"Questa stella è forse una su 10 milioni, ", ha affermato l'autore principale Kevin Schlaufman, un assistente professore di fisica e astronomia della Johns Hopkins University. "Ci dice qualcosa di molto importante sulle prime generazioni di stelle".
Le prime stelle dell'universo dopo il Big Bang sarebbero state costituite interamente da elementi come l'idrogeno, elio, e piccole quantità di litio. Quelle stelle hanno poi prodotto elementi più pesanti dell'elio nei loro nuclei e hanno seminato l'universo con loro quando sono esplose come supernovae.
La prossima generazione di stelle formata da nuvole di materiale intrecciato con quei metalli, incorporandoli nel loro trucco. Il contenuto di metallo, o metallicita, di stelle nell'universo è aumentato man mano che il ciclo di nascita e morte delle stelle continuava.
La metallicità estremamente bassa della stella appena scoperta indica che, in un albero genealogico cosmico, potrebbe essere rimossa anche una sola generazione dal Big Bang. Infatti, è il nuovo detentore del record per la stella con il più piccolo complemento di elementi pesanti:ha circa lo stesso contenuto di elementi pesanti del pianeta Mercurio. In contrasto, il nostro sole è a migliaia di generazioni su quella linea e ha un contenuto di elementi pesanti pari a 14 Giove.
Gli astronomi hanno trovato circa 30 antiche stelle "ultra povere di metalli" con la massa approssimativa del sole. La star Schlaufman e il suo team hanno trovato, però, è solo il 14% della massa del sole.
La stella fa parte di un sistema a due stelle che orbita attorno a un punto comune. Il team ha trovato il piccolo, stella "secondaria" quasi invisibile dopo che un altro gruppo di astronomi ha scoperto la stella "primaria" molto più luminosa. Quel team ha misurato la composizione del primario studiando uno spettro ottico ad alta risoluzione della sua luce. La presenza o l'assenza di righe scure nello spettro di una stella può identificare gli elementi che contiene, come il carbonio, ossigeno, idrogeno, ferro da stiro, e altro ancora. In questo caso, la stella aveva una metallicità estremamente bassa. Questi astronomi hanno anche identificato un comportamento insolito nel sistema stellare che implicava la presenza di una stella di neutroni o di un buco nero. Schlaufman e il suo team hanno scoperto che non era corretto, ma così facendo, hanno scoperto il compagno molto più piccolo della stella visibile.
L'esistenza della stella compagna più piccola si è rivelata la grande scoperta. Il team di Schlaufman è stato in grado di dedurre la sua massa studiando la leggera "oscillazione" della stella primaria mentre la gravità della piccola stella la tirava.
Fino alla fine degli anni '90, i ricercatori credevano che solo le stelle massicce si sarebbero potute formare nelle prime fasi dell'universo e che non avrebbero mai potuto essere osservate perché bruciano il loro combustibile e muoiono così rapidamente.
Ma man mano che le simulazioni astronomiche diventavano più sofisticate, cominciarono a suggerire che in certe situazioni, una stella di questo periodo di tempo con una massa particolarmente bassa potrebbe ancora esistere, anche più di 13 miliardi di anni dal Big Bang. A differenza delle grandi stelle, quelli di piccola massa possono vivere per tempi estremamente lunghi. Stelle nane rosse, ad esempio, con una frazione della massa del sole, si pensa che vivano fino a trilioni di anni.
La scoperta di questa nuova stella ultra povera di metalli, denominato 2MASS J18082002-5104378 B, apre la possibilità di osservare anche stelle più vecchie.
"Se la nostra deduzione è corretta, allora possono esistere stelle di piccola massa che hanno una composizione esclusivamente frutto del Big Bang, " ha detto Schlaufmann, che è anche affiliato con l'Istituto universitario per l'ingegneria e la scienza ad alta intensità di dati. "Anche se non abbiamo ancora trovato un oggetto del genere nella nostra galassia, può esistere".