Poate într-adevăr Telescopul Webb să vadă galaxiile alcătuite din stele primordiale?

Toate stelele sunt compuse în cea mai mare parte din hidrogen și heliu, dar majoritatea stelelor au, de asemenea, cantități măsurabile de elemente mai grele, pe care astronomii le grupează în categoria „metale”. Ce conțin galaxiile alcătuite din stele primordiale?

Soarele nostru are mai multe metale decât majoritatea stelelor, deoarece nebuloasa din care s-a format cuprindea resturi de stele anterioare. La rândul lor, acestea au fost copii ai unor stele și mai timpurii, și așa mai departe.

• Oamenii de știință au descoperit, în premieră, o moleculă care absoarbe gazele cu efect de seră
• John Herschel și contribuțiile aduse astronomiei. „Respectul de sine este piatra de temelie a oricărei virtuți”

În general, fiecare nouă generație de stele are ceva mai mult metal decât cea precedentă. Primele stele, cele născute din hidrogenul și heliul primordiale ale Cosmosului, nu conțineau aproape deloc metal. Nu am văzut niciodată una dintre aceste stele primordiale, dar cu capabilitățile Telescopului Webb și cu puțin noroc, am putea să le zărim în curând.

O modalitate de a determina cantitatea de metal pe care o are o stea este compararea raportului dintre fierul din atmosfera sa și heliu, cunoscut sub numele de [Fe/He].

Acest număr de metalicitate este de obicei exprimat pe o scară logaritmică, unde metalicitatea Soarelui este stabilită la zero. Stelele sunt apoi împărțite în populații în funcție de acest număr, scrie Phys.org.

Stelele, compuse în cea mai mare parte din hidrogen și heliu

Orice stea cu o metalicitate de cel puțin -1 (ceea ce înseamnă că are cel puțin 10% din cea a Soarelui) este o stea din populația I. Stelele cu o metalicitate mai mică sunt stele din populația II, iar primele stele fără metale observabile sunt stele din populația III.

În Calea Lactee, stelele din Populația I se găsesc de obicei în planul galactic și în brațele spirale, în timp ce stelele din Populația II se găsesc în principal într-un halo mai difuz de stele care înconjoară galaxia.

Acest lucru are sens, deoarece stelele se formează în gazul și praful din brațele spirale și se pot îndepărta de planul galactic pe măsură ce îmbătrânesc. În afară de faptul că stelele din Populația II sunt, de obicei, cu miliarde de ani mai bătrâne decât Soarele, ele sunt în general similare cu stelele mai tinere.

Se crede că prima generație de stele a fost foarte diferită. Cu cât o stea are mai mult metal, cu atât poate fi mai densă. O stea precum Soarele este mai compactă decât o stea de populație III și, prin urmare, nu are nevoie de atât de multă masă pentru a străluci atât de puternic.

Soarele nostru are mai multe metale decât majoritatea stelelor

Deoarece primele stele erau alcătuite doar din hidrogen și heliu, credem că acestea erau stele masive care au avut o viață scurtă, dar foarte luminoasă. Probabil că s-au format în timpul primelor câteva sute de milioane de ani ai Universului și au murit în câteva zeci de milioane de ani sau mai puțin.

Singurul mod în care le putem vedea lumina este să privim în cele mai adânci zone ale spațiului. Chiar și cea mai strălucitoare galaxie de stele din populația III ar fi foarte slabă văzută de pe Pământ. Dar sunt ele prea slabe pentru ca atotputernicul Webb să le observe?

Aceasta este întrebarea la care a încercat să răspundă acest studiu recent, disponibil pe arXiv.

Echipa a simulat atât intensitatea, cât și spectrul stelelor din prima generație pentru a determina cum ar putea apărea acestea într-o galaxie timpurie, apoi a comparat aceste date cu capacitatea Telescopului Spațial Webb.

Ei au descoperit că, dacă Webb ar avea o vedere directă și neobstrucționată a unei galaxii primordiale luminoase, aceasta ar fi totuși prea slabă pentru ca Webb să o poată vedea. Dar dacă o galaxie primordială deosebit de mare se află în spatele unei galaxii mari mai apropiate, lentilele gravitaționale ar putea mări și ilumina galaxia până la un punct în care Webb ar putea să o detecteze.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Telescopul Webb a fotografiat o galaxie care conține cele mai vechi stele din Univers

Telescopul Spațial Webb „a străpuns inima” galaxiei Fantomă

O nouă fotografie uimitoare de la Telescopul Spațial James Webb arată o galaxie din vecinătatea noastră cosmică

Astronomii au descoperit apă într-o galaxie îndepărtată de la începuturile Universului