Un team internazionale di astronomi della University of California San Diego, l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), e l'Università di Cambridge hanno rilevato grandi quantità di ossigeno nell'atmosfera di una delle stelle più antiche e meno elementari conosciute:una "stella primitiva" che gli scienziati chiamano J0815+4729.

Questa nuova scoperta, che è stato realizzato utilizzando l'Osservatorio W.M. Keck su Maunakea alle Hawaii per analizzare la composizione chimica dell'antica stella, fornisce un indizio importante su come l'ossigeno e altri elementi importanti sono stati prodotti nelle prime generazioni di stelle nell'universo.

I risultati sono pubblicati il ​​21 gennaio edizione 2020 del Le Lettere del Giornale Astrofisico .

"Questo risultato è molto eccitante. Ci racconta alcuni dei primi tempi nell'universo usando le stelle nel nostro cortile cosmico, ", ha dichiarato il capo scienziato dell'Osservatorio Keck John O'Meara. "Non vedo l'ora di vedere altre misurazioni come questa in modo da poter comprendere meglio la prima semina di ossigeno e altri elementi in tutto il giovane universo".

L'ossigeno è il terzo elemento più abbondante nell'universo dopo l'idrogeno e l'elio, ed è essenziale per tutte le forme di vita sulla Terra, come base chimica della respirazione e un elemento costitutivo dei carboidrati. È anche il principale componente elementare della crosta terrestre. Però, l'ossigeno non esisteva nell'universo primordiale; è creato attraverso reazioni di fusione nucleare che si verificano in profondità all'interno delle stelle più massicce, quelli con masse circa 10 volte la massa del Sole o maggiore.

Tracciare la prima produzione di ossigeno e altri elementi richiede lo studio delle stelle più antiche ancora esistenti. J0815+4729 è una di queste stelle; risiede più di 5, 000 anni luce di distanza verso la costellazione della Lince.

"Stelle come J0815+4729 sono chiamate stelle alone, " ha spiegato l'astrofisico dell'UC San Diego Adam Burgasser, coautore dello studio. "Ciò è dovuto alla loro distribuzione approssimativamente sferica intorno alla Via Lattea, in contrasto con il disco piatto più familiare delle stelle più giovani che includono il Sole."

Le stelle dell'alone come J0815+4729 sono stelle veramente antiche, permettendo agli astronomi di dare un'occhiata alla produzione degli elementi all'inizio della storia dell'universo.

Il team di ricerca ha osservato J0815+4729 utilizzando lo spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES) del Keck Observatory sul telescopio Keck I da 10 m. I dati, che ha richiesto più di cinque ore di osservazione della stella in una sola notte, sono stati usati per misurare le abbondanze di 16 specie chimiche nell'atmosfera della stella, compreso l'ossigeno.

"La composizione primitiva della stella indica che si è formata durante le prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, forse dal materiale espulso dalle prime supernovae della Via Lattea, " disse Jonay González Hernández, Ramón y Cajal ricercatore post-dottorato e autore principale dello studio.

I dati HIRES della stella dell'Osservatorio Keck hanno rivelato una composizione chimica molto insolita. Sebbene abbia quantità relativamente grandi di carbonio, azoto, e ossigeno:circa 10, 8, e il 3% delle abbondanze misurate nel Sole:altri elementi come il calcio e il ferro hanno un'abbondanza di circa un milionesimo di quella del Sole.

"Solo poche di queste stelle sono conosciute nell'alone della nostra galassia, ma nessuno ha una quantità così enorme di carbonio, azoto, e ossigeno rispetto al loro contenuto di ferro, " ha detto David Aguado, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Cambridge e coautore dello studio.

La ricerca di stelle di questo tipo coinvolge progetti dedicati che setacciano centinaia di migliaia di spettri stellari per scoprire alcune sorgenti rare come J0815+4729, poi osservazioni di follow-up per misurare la loro composizione chimica. Questa stella è stata identificata per la prima volta nei dati ottenuti con lo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), poi caratterizzato dal team IAC nel 2017 utilizzando il Grand Canary Telescope a La Palma, Spagna.

"Trenta anni fa, siamo partiti allo IAC per studiare la presenza di ossigeno nelle stelle più antiche della Galassia; quei risultati avevano già indicato che questo elemento veniva prodotto enormemente nelle prime generazioni di supernovae. Però, non potevamo immaginare di trovare un caso di arricchimento così spettacolare come quello di questa stella, " ha osservato Rafael Rebolo, Direttore IAC e coautore dello studio.