Yıldız fosili: çok büyük ilk yıldızlardan çift kararsız süpernova izleri. 1 kredi
Çin Bilimler Akademisi’nden bilim adamları ve uluslararası işbirlikçiler, Evren’in en eski yıldızlarından Çift Kararsızlık Süpernova’nın (PISNe) ilk somut kanıtını sağlayan LAMOST J1010+2358 adlı bir yıldız keşfettiler. yayınlanan bu bulgu, Doğabüyük yıldızların evrimine ve erken Evrenin ilk kütle işlevine ışık tutuyor.
İlk yıldızlar Kozmik Şafak sırasında Evreni aydınlattı ve Büyük Patlama’yı takip eden kozmik “karanlık çağlara” son verdi. Bununla birlikte, kütlelerinin dağılımı, kozmosun çözülmemiş en büyük gizemlerinden biridir.
İlk yıldızların oluşumunun sayısal simülasyonları, ilk yıldızların kütlesinin birkaç yüz güneş kütlesine ulaştığını tahmin ediyor. Bunların arasında, 140 ila 260 güneş kütlesi arasında kütleye sahip olan ilk yıldızlar çift kararsız süpernova (PISNe) olarak sonuçlandı. PISNe, sıradan süpernovalardan (yani, Tip II ve Tip Ia süpernovalar) oldukça farklıdır ve yeni nesil yıldızların atmosferinde benzersiz bir kimyasal imza oluşturmuş olabilir. Ancak böyle bir imza bulunamadı.
Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomi Gözlemevleri’nden (NAOC) Prof. Gang Zhao liderliğindeki yeni bir araştırma, Galaktik halede kimyasal olarak tuhaf bir yıldız (LAMOST J1010+2358) tanımladı. Büyük Gökyüzü Alanı Çok Nesneli Fiber Spektroskopik Teleskop (LAMOST) araştırmasına ve Subaru Teleskobu tarafından yapılan yüksek çözünürlüklü tayf gözlemine dayalı olarak erken Evrendeki ilk yıldızlar. Bu yıldızın 260 güneş kütlesine sahip bir PISN’nin verimlerinin hakim olduğu gaz bulutunda oluştuğu doğrulandı.
Ekip ayrıca CAS Yunnan Gözlemevleri, Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi ve Avustralya Monash Üniversitesi’nden araştırmacıları da içeriyor.
Bu çalışma çevrimiçi olarak yayınlanacak Doğa bugün (7 Haziran 2023).
Gözlenen bollukların ve modellerin karşılaştırılması. J1010+2358’in kimyasal bollukları, üç teorik süpernova modelinden elde edilen tahminlerle karşılaştırıldı. Hata çubukları, gözlemlenen bollukların 1 sigma belirsizlikleridir. 1 kredi
Araştırma ekibi, J1010+2358 için Subaru teleskopu ile yüksek çözünürlüklü spektroskopik takip gözlemi gerçekleştirdi ve ondan fazla element için türetilmiş bolluklar elde etti. Bu yıldızın en önemli özelliği, son derece düşük sodyum ve kobalt bolluğudur. Sodyum-demir oranı güneş değerinin 1/100’ünden daha düşüktür. Bu yıldız ayrıca sodyum/magnezyum ve kobalt/nikel gibi tek ve çift yüklü sayı elementleri arasında çok büyük bir bolluk varyansı sergiler.
Araştırmanın ilk yazarı Dr. Qianfan Xing, “Bu yıldızdaki sodyum ve α-element eksikliklerinin yanı sıra tuhaf tek-çift varyans, 260 güneş kütlesine sahip birinci nesil yıldızlardan gelen ilkel PISN tahminiyle tutarlıdır” dedi. çalışmak.
J1010+2358’in keşfi, çok kütleli yıldız evrimi teorisindeki elektron-pozitron çifti üretiminden kaynaklanan hidrodinamik kararsızlığın doğrudan kanıtıdır. Elektron-pozitron çiftlerinin oluşturulması, çok büyük kütleli bir yıldızın çekirdeği içindeki termal basıncı azaltır ve kısmi bir çökmeye yol açar.
Araştırmanın ilgili yazarı Prof. Gang Zhao, “Erken evrendeki ilk kütle işlevini kısıtlamak için önemli bir ipucu sağlıyor” dedi. “Bu çalışmadan önce, metal bakımından fakir yıldızlarda bu tür büyük kütleli yıldızlardan süpernova olduğuna dair hiçbir kanıt bulunamadı.”
Ayrıca, LAMOST J1010+2358’in demir bolluğu ([Fe/H] = -2.42) Galaktik haledeki metal açısından en fakir yıldızlardan çok daha yüksektir, bu da PISN’nin baskın olduğu gazda oluşan ikinci nesil yıldızların beklenenden daha fazla metal açısından zengin olabileceğini düşündürür.
Harvard Üniversitesi Astronomi Bölümü eski başkanı Prof. Avi Loeb, “Metal açısından fakir yıldızları aramanın kutsal kâselerinden biri, bu erken çift kararsızlığı süpernovalarına dair kanıt bulmaktır” dedi.
Notre Dame Üniversitesi astrofizik başkanı Prof. Timothy Beers, sonuçlar hakkında yorum yaptı: “Bu makale, bildiğim kadarıyla, bir Galaktik hale yıldızının bir PISN’den kaynaklanan bir bolluk modeliyle ilk kesin ilişkisini sunuyor.”
Referans: “Bir çift kararsızlık süpernovasından bol miktarda metal açısından fakir bir yıldız” 7 Haziran 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06028-1