HD 140283: Elsta þekkta stjarnan
Sævar Helgi Bragason
15. feb. 2013
Fréttir
Stjörnufræðingarr hafa komið auga á stjörnu sem er sennilega sú elsta sem þekkt er í alheiminum
Stjörnufræðingar hafa í rúma öld þekkt stjörnu sem í bókum þeirra kallast HD 140283. Nú er komið í ljós að þessi stjarna er sú elsta sem þekkt er í alheiminum og að hún myndaðist mjög stuttu eftir Miklahvell, stuttu á mælikvarða alheimsævinnar, aðeins fáeinum hundruðum milljóna ára. Aldur hennar og efnasamsetning gerir að verkum að stjörnufræðingar virðast þurfa að endurskoða fyrri hugmyndir sínar um fyrstu stig stjörnumyndunar í alheiminum.
Frá þessu var sagt í tímaritinu Nature 10. janúar. Og þessi merka og eldgamla stjarna er bara í næsta nágrenni við okkur á mælikvarða alheimsins. Hún er ekki nema í 186 ljósára fjarlægð frá sólkerfinu okkar. Þetta er með öðrum orðum stjarna í sömu stjörnuþoku og við tilheyrum, Vetrarbrautinni okkar.
Howard Bond, stjarneðlisfræðingur við ríkisháskólann í Pennsylvaníu í Bandaríkjunum, segir að samkvæmt niðurstöðum sínum og samstarfsfólks síns sé þetta elsta stjarnan í alheiminum sem hafi verið aldursgreind nokkuð nákvæmlega. Það var einmitt þessi sami Howard Bond sem tilkynnti um þessa uppgötvun 10. janúar á fundi samtaka stjörnufræðinga í Bandaríkjunum.
Lengi hefur verið vitað að þessi stjarna væri nær eingöngu úr frumefnunum vetni og helíni sem er einkenni fyrirbæra í alheiminum sem mynduðust snemma í sögu hans, áður en þyngri frumefni voru farin að myndast að ráði. Hins vegar hafði aldrei tekist að henda reiður á því nákvæmlega hversu gömul þessi tiltekna stjarna væri.
Til að finna út úr því þurfti vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla að yfirstíga nokkra hjalla. Fyrst varð hópurinn að ákvarða betur en áður hafði verið gert fjarlægð stjörnunnar frá jörðu. Þetta var gert með því að rannsaka gögn úr ellefu mælingum sem gerðar voru með Hubble-geimsjónaukanum á árabilinu 2003-2011. Í sjónaukanum er mjög nákvæmur mælibúnaður sem mælir afstöðu tiltekinna stjarna út frá afstöðu þeirra til viðmiðunarstjarna.
Þegar komin var nákvæm fjarlægð stjörnunnar frá sólkerfinu okkar og birtustig hennar hafði verið metið gátu stjörnufræðingarnir reiknað út af óvenjumikilli nákvæmni hversu mikla geislun stjarnan sendi frá sér.
Vitað var að stjarnan umrædda, HD 140283, var komin á það stig í þróun sinni að vetnið sem streymir úr kjarna hennar var að verða búið. Þegar stjarna er komin í þann fasa, sem kallað er, dofnar geislunin frá henni hægt og rólega og þá er birtan frá henni mjög nákvæm vísbending um aldur hennar að því er áðurnefndur stjörnufræðingur, Howard Bond, segir. Rannsóknarhópur Bonds hefur reiknað út frá þessu að stjarnan sé 13,9 milljarða ára gömul með sjö hundruð milljóna ára skekkjumörkum. Ef hún væri 13,9 milljarða ára gömul væri hún eldri en alheimurinn sjálfur, því menn telja sig vita að alheimurinn hafi tekið að myndast fyrir 13,77 milljörðum ára. Það getur hún auðvitað ekki verið enda skekkjumörk þessara útreikninga 700 milljónir ára. Rannsóknarhópurinn miðar því við minnsta mögulegan aldur út frá skekkjumörkunum, að stjarnan sé að minnsta kosti 13,2 milljarða ára gömul og hugsanlega eitthvað eldri.
Þetta er svosem ekki í fyrsta sinn sem menn telja sig hafa fundið stjörnu sem er næstum jafngömul og alheimurinn. Fyrir nokkrum árum fréttist af því að vísindamenn hefðu aldursgreint stjörnu sem líka er í vetrarbrautinni okkar og heitir CS 31082-001. Þá sögðu niðurstöður að sú stjarna væri 14 milljarða ára gömul sem ekki gat heldur verið enda voru skekkjumörkin í þeim niðurstöðum talin vera um 3 milljarðar ára, margfalt meiri en hjá Howard Bond og félögum. Þess vegna er eðlilegt að segja að fyrrnefnda stjarnan, sú sem vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla aldursgreindi, sé elsta stjarna sem menn viti sæmilega vel aldurinn á.
Á vefsíðu bandaríska vísindatímaritsins Scientific American er vitnað í Volker Bromm, stjörnufræðing við háskólann í Austin í Texas, sem ekki var í rannsóknarhópnum í Pennsylvaníuháskóla og getur því litið hlutlægt á málið. Hann segir niðurstöðurnar vera á skjön við það sem menn hafi talið sig vita um myndun stjarna á elsta skeiði alheimsins. Allrafyrsta kynslóð stjarna sem mynduðust varð til úr því frumgasi sem var til staðar á fyrsta stigi alheimsins og þar var ekki merkjanlegt magn frumefna sem voru þyngri en helín, næstléttasta frumefnið í lotukerfinu. Og jafnvel þótt stjarnan HD 140283 sé að mestu úr vetni og helíni, eins og fyrstu stjörnur alheimssögunnar, hafi hún í sér merkjanlegt magn af þyngri frumefnum. Það ætti að segja okkur að hún sé ekki af fyrstu kynslóð stjarna og samkvæmt því ætti hún að hafa myndast eftir að fyrsta stjörnumyndunarskeiðinu lauk. Hún ætti þar með ekki að geta verið eins gömul og vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla hefur reiknað út að hún sé. Þarna stangast eitthvað á.
Nema, segir Bromm, að aðstæður fyrir myndun stjarna sem kallaðar hafa verið annarrar kynslóðar stjörnur hafi verið komnar til mjög snemma, fyrr en áður hefur verið talið. Hin viðtekna skoðun er sú að fyrsta stig stjörnumyndunar, hreinar vetnis- og helínstjörnur, hafi staðið í nokkur hundruð milljónir ára eftir miklahvell. Þetta voru gríðarmiklar stjörnur en skammlífar og þessar fyrstu kynslóðar stjörnur urðu fljótt að sprengistjörnum sem dóu út í gríðarlegum sprengingum. Sprengingarnar ollu miklum hita sem hitaði upp gasið í kring og þar varð til jarðvegur fyrir myndun þyngri frumefna.
Áður en annarrar kynslóðar stjörnur gátu orðið til varð samt þetta heita gas að kólna. Stjarnan sem við höfum rætt sem mest um hér, HD 140283, flokkast semsé sem annarrar kynslóðar stjarna, af því að hún hefur í sér svolítið af þyngri frumefnum en vetni og helíni. En ef það er rétt, sem niðurstöður vísindafólksins í Pennsylvaníu virðast sýna, bendir það til þess að þessi tími sem tók gasið að kólna, eða með öðrum orðum bilið milli fyrstu og annarrar kynslóðar stjarna, hafi verið mjög stutt, kannski ekki nema fáeinir tugir milljóna ára, segir Volker Bromm, stjörnufræðingur í Texas.
Tengiliður
Pétur Halldórsson
Umsjónarmaður Tilraunaglassins á Rás 2
Tölvupóstur: peturh [hjá] ruv.is
Þessi frétt birtist einnig sem pistill í Tilraunaglasinu á Rás 1
Tengdar myndir
Stjarnan HD 140284 sem er líklega elsta stjarna sem þekkist í alheiminum. Mynd: Digitized Sky Survey
HD 140283: Elsta þekkta stjarnan
Sævar Helgi Bragason 15. feb. 2013 Fréttir
Stjörnufræðingarr hafa komið auga á stjörnu sem er sennilega sú elsta sem þekkt er í alheiminum
Stjörnufræðingar hafa í rúma öld þekkt stjörnu sem í bókum þeirra kallast HD 140283. Nú er komið í ljós að þessi stjarna er sú elsta sem þekkt er í alheiminum og að hún myndaðist mjög stuttu eftir Miklahvell, stuttu á mælikvarða alheimsævinnar, aðeins fáeinum hundruðum milljóna ára. Aldur hennar og efnasamsetning gerir að verkum að stjörnufræðingar virðast þurfa að endurskoða fyrri hugmyndir sínar um fyrstu stig stjörnumyndunar í alheiminum.
Frá þessu var sagt í tímaritinu Nature 10. janúar. Og þessi merka og eldgamla stjarna er bara í næsta nágrenni við okkur á mælikvarða alheimsins. Hún er ekki nema í 186 ljósára fjarlægð frá sólkerfinu okkar. Þetta er með öðrum orðum stjarna í sömu stjörnuþoku og við tilheyrum, Vetrarbrautinni okkar.
Howard Bond, stjarneðlisfræðingur við ríkisháskólann í Pennsylvaníu í Bandaríkjunum, segir að samkvæmt niðurstöðum sínum og samstarfsfólks síns sé þetta elsta stjarnan í alheiminum sem hafi verið aldursgreind nokkuð nákvæmlega. Það var einmitt þessi sami Howard Bond sem tilkynnti um þessa uppgötvun 10. janúar á fundi samtaka stjörnufræðinga í Bandaríkjunum.
Lengi hefur verið vitað að þessi stjarna væri nær eingöngu úr frumefnunum vetni og helíni sem er einkenni fyrirbæra í alheiminum sem mynduðust snemma í sögu hans, áður en þyngri frumefni voru farin að myndast að ráði. Hins vegar hafði aldrei tekist að henda reiður á því nákvæmlega hversu gömul þessi tiltekna stjarna væri.
Til að finna út úr því þurfti vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla að yfirstíga nokkra hjalla. Fyrst varð hópurinn að ákvarða betur en áður hafði verið gert fjarlægð stjörnunnar frá jörðu. Þetta var gert með því að rannsaka gögn úr ellefu mælingum sem gerðar voru með Hubble-geimsjónaukanum á árabilinu 2003-2011. Í sjónaukanum er mjög nákvæmur mælibúnaður sem mælir afstöðu tiltekinna stjarna út frá afstöðu þeirra til viðmiðunarstjarna.
Þegar komin var nákvæm fjarlægð stjörnunnar frá sólkerfinu okkar og birtustig hennar hafði verið metið gátu stjörnufræðingarnir reiknað út af óvenjumikilli nákvæmni hversu mikla geislun stjarnan sendi frá sér.
Vitað var að stjarnan umrædda, HD 140283, var komin á það stig í þróun sinni að vetnið sem streymir úr kjarna hennar var að verða búið. Þegar stjarna er komin í þann fasa, sem kallað er, dofnar geislunin frá henni hægt og rólega og þá er birtan frá henni mjög nákvæm vísbending um aldur hennar að því er áðurnefndur stjörnufræðingur, Howard Bond, segir. Rannsóknarhópur Bonds hefur reiknað út frá þessu að stjarnan sé 13,9 milljarða ára gömul með sjö hundruð milljóna ára skekkjumörkum. Ef hún væri 13,9 milljarða ára gömul væri hún eldri en alheimurinn sjálfur, því menn telja sig vita að alheimurinn hafi tekið að myndast fyrir 13,77 milljörðum ára. Það getur hún auðvitað ekki verið enda skekkjumörk þessara útreikninga 700 milljónir ára. Rannsóknarhópurinn miðar því við minnsta mögulegan aldur út frá skekkjumörkunum, að stjarnan sé að minnsta kosti 13,2 milljarða ára gömul og hugsanlega eitthvað eldri.
Þetta er svosem ekki í fyrsta sinn sem menn telja sig hafa fundið stjörnu sem er næstum jafngömul og alheimurinn. Fyrir nokkrum árum fréttist af því að vísindamenn hefðu aldursgreint stjörnu sem líka er í vetrarbrautinni okkar og heitir CS 31082-001. Þá sögðu niðurstöður að sú stjarna væri 14 milljarða ára gömul sem ekki gat heldur verið enda voru skekkjumörkin í þeim niðurstöðum talin vera um 3 milljarðar ára, margfalt meiri en hjá Howard Bond og félögum. Þess vegna er eðlilegt að segja að fyrrnefnda stjarnan, sú sem vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla aldursgreindi, sé elsta stjarna sem menn viti sæmilega vel aldurinn á.
Á vefsíðu bandaríska vísindatímaritsins Scientific American er vitnað í Volker Bromm, stjörnufræðing við háskólann í Austin í Texas, sem ekki var í rannsóknarhópnum í Pennsylvaníuháskóla og getur því litið hlutlægt á málið. Hann segir niðurstöðurnar vera á skjön við það sem menn hafi talið sig vita um myndun stjarna á elsta skeiði alheimsins. Allrafyrsta kynslóð stjarna sem mynduðust varð til úr því frumgasi sem var til staðar á fyrsta stigi alheimsins og þar var ekki merkjanlegt magn frumefna sem voru þyngri en helín, næstléttasta frumefnið í lotukerfinu. Og jafnvel þótt stjarnan HD 140283 sé að mestu úr vetni og helíni, eins og fyrstu stjörnur alheimssögunnar, hafi hún í sér merkjanlegt magn af þyngri frumefnum. Það ætti að segja okkur að hún sé ekki af fyrstu kynslóð stjarna og samkvæmt því ætti hún að hafa myndast eftir að fyrsta stjörnumyndunarskeiðinu lauk. Hún ætti þar með ekki að geta verið eins gömul og vísindafólkið í Pennsylvaníuháskóla hefur reiknað út að hún sé. Þarna stangast eitthvað á.
Nema, segir Bromm, að aðstæður fyrir myndun stjarna sem kallaðar hafa verið annarrar kynslóðar stjörnur hafi verið komnar til mjög snemma, fyrr en áður hefur verið talið. Hin viðtekna skoðun er sú að fyrsta stig stjörnumyndunar, hreinar vetnis- og helínstjörnur, hafi staðið í nokkur hundruð milljónir ára eftir miklahvell. Þetta voru gríðarmiklar stjörnur en skammlífar og þessar fyrstu kynslóðar stjörnur urðu fljótt að sprengistjörnum sem dóu út í gríðarlegum sprengingum. Sprengingarnar ollu miklum hita sem hitaði upp gasið í kring og þar varð til jarðvegur fyrir myndun þyngri frumefna.
Áður en annarrar kynslóðar stjörnur gátu orðið til varð samt þetta heita gas að kólna. Stjarnan sem við höfum rætt sem mest um hér, HD 140283, flokkast semsé sem annarrar kynslóðar stjarna, af því að hún hefur í sér svolítið af þyngri frumefnum en vetni og helíni. En ef það er rétt, sem niðurstöður vísindafólksins í Pennsylvaníu virðast sýna, bendir það til þess að þessi tími sem tók gasið að kólna, eða með öðrum orðum bilið milli fyrstu og annarrar kynslóðar stjarna, hafi verið mjög stutt, kannski ekki nema fáeinir tugir milljóna ára, segir Volker Bromm, stjörnufræðingur í Texas.
Tengiliður
Pétur Halldórsson
Þessi frétt birtist einnig sem pistill í Tilraunaglasinu á Rás 1Umsjónarmaður Tilraunaglassins á Rás 2
Tölvupóstur: peturh [hjá] ruv.is
Tengdar myndir