Para astronom melihat awan ini hanya 1,8 miliar tahun setelah Big Bang. Ini memiliki persentase kecil dari unsur-unsur berat, yang dipalsukan pada generasi bintang berikutnya.
Simulasi komputer dari bintang-bintang pertama di alam semesta menunjukkan bagaimana awan gas mungkin diperkaya dengan unsur-unsur berat. Dalam gambar, salah satu bintang pertama meledak, menghasilkan cangkang gas yang mengembang (atas) yang memperkaya awan terdekat, tertanam di dalam filamen gas yang lebih besar (tengah). Skala gambar 3.000 tahun cahaya. Peta warna mewakili kerapatan gas, dengan warna merah menunjukkan kerapatan yang lebih tinggi. Gambar melalui Britton Smith, John Wise, Brian O'Shea, Michael Norman, dan Sadegh Khochfar.
Peneliti Australia dan AS bekerja sama untuk menemukan awan gas kuno yang jauh yang mungkin berisi tanda tangan bintang pertama di alam semesta kita. Gas diamati karena hanya 1,8 miliar tahun setelah Big Bang. Itu relatif murni, dengan hanya sebagian kecil dari elemen berat yang kita lihat hari ini, yang ditempa dalam generasi bintang berikutnya.Awan memiliki kurang dari seperseribu fraksi unsur-unsur ini - karbon, oksigen, besi dan sebagainya - diamati di matahari kita. Para astronom menerbitkan penelitian ini kemarin (13 Januari 2016) di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society. Tim yang digunakan oleh Very Large Telescope di Chili untuk melakukan pengamatan mereka.
Neil Crighton, dari Pusat Astrofisika dan Superkomputer Universitas Swinburne, memimpin penelitian. Dia mengatakan dalam sebuah pernyataan:
Elemen-elemen berat tidak diproduksi selama Big Bang, mereka dibuat kemudian oleh bintang-bintang. Bintang-bintang pertama dibuat dari gas yang benar-benar murni, dan para astronom berpikir mereka terbentuk sangat berbeda dari bintang-bintang saat ini.
Para peneliti mengatakan bahwa segera setelah terbentuk, bintang-bintang pertama ini - juga dikenal sebagai bintang Population III - meledak dalam supernova yang kuat, menyebarkan unsur-unsur berat mereka ke dalam awan gas murni di sekitarnya. Awan-awan itu kemudian membawa catatan kimia bintang-bintang pertama dan kematiannya, dan catatan ini dapat dibaca seperti jari.
Crighton berkata:
Awan gas sebelumnya yang ditemukan oleh para astronom menunjukkan tingkat pengayaan unsur-unsur berat yang lebih tinggi, sehingga mereka mungkin tercemar oleh generasi bintang yang lebih baru, mengaburkan tanda tangan dari bintang pertama.
Profesor Universitas Swinburne Michael Murphy adalah penulis penelitian. Dia berkata:
Ini adalah awan pertama yang menunjukkan fraksi elemen berat kecil yang diharapkan untuk awan yang diperkaya hanya oleh bintang-bintang pertama.
Para peneliti berharap untuk menemukan lebih banyak dari sistem ini, di mana mereka dapat mengukur rasio beberapa jenis elemen.
Profesor John O'Meara dari Saint Michael's College di Vermont adalah rekan penulis studi. Dia berkata:
Kita dapat mengukur rasio dua elemen di awan ini - karbon dan silikon. Tetapi nilai rasio itu tidak secara meyakinkan menunjukkan bahwa rasio itu diperkaya oleh bintang-bintang pertama; pengayaan nanti oleh generasi bintang yang lebih tua juga dimungkinkan.
Dengan menemukan awan baru di mana kita dapat mendeteksi lebih banyak elemen, kita akan dapat menguji pola kelimpahan unik yang kita harapkan untuk pengayaan oleh bintang-bintang pertama.
Film di atas menunjukkan evolusi simulasi komputer utama yang menggambarkan awan gas purba yang ditemukan oleh para peneliti ini. Panel kiri simulasi, Anda melihat kepadatan gas. Panel kanan menunjukkan suhu. Bintang Pop III pertama - salah satu bintang pertama yang terbentuk di alam semesta kita - terbentuk pada pergeseran merah 23,7 dan bersinar selama kira-kira 4 juta tahun sebelum meledak sebagai supernova runtuh-inti, di mana saat itu panel kanan berubah untuk menunjukkan keasaman (kelimpahan). unsur-unsur berat yang dilepaskan ke awan, melalui supernova).
Sekitar 60 juta tahun setelah supernova pertama (sekitar 00:45 dalam video), simulasi memperbesar lokasi pembentukan bintang Pop III kedua. Tak lama setelah itu meledak, gelombang ledakan supernova bertabrakan dengan lingkaran cahaya terdekat bergerak ke arah yang berlawanan (sekitar 1:00 di video). Gelombang ledakan yang lewat dan peristiwa merger memicu turbulensi, yang memungkinkan logam-logam dari supernova bercampur menjadi pusat halo.
Simulasi terus memperbesar untuk mengikuti gas padat di inti halo saat mengalami keruntuhan pelarian. Untuk sebagian besar keruntuhan, inti pusat dapat dilihat menjadi lebih kecil dan lebih padat. Akhirnya, pendinginan debu menjadi efisien, menyebabkan gas mendingin dengan cepat dan memecah menjadi beberapa rumpun - bintang baru di masa depan.
Saat simulasi berakhir, kami melihat inti pra-bintang - Jantung bintang masa depan - yang akan membentuk bintang bermassa rendah pertama.