ดาวฤกษ์รุ่นที่สองของเอกภพ
ดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่พบในกาแลคซีแคระ Pictor II มีสภาพที่ขาดแคลนเหล็กอย่างรุนแรง คือมีปริมาณน้อยกว่าที่มีในดวงอาทิตย์ของเรากว่าสี่หมื่นเท่า
นักดาราศาสตร์ได้พบดาวที่มีสภาพดั้งเดิมที่สุดทางเคมีดวงหนึ่งเท่าที่เคยพบ ซึ่งเป็นดาวโบราณที่รักษาร่องรอยทางเคมีของดาวฤกษ์ดวงแรกๆ สุดในเอกภพ ดาวซึ่งมีชื่อว่า PicII-503 อยู่ในกาแลคซีแคระจิ๋วที่สลัวอย่างมาก Pictor II การค้นพบนี้เกิดขึ้นจากกล้องพลังงานมืด(DECam) ที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์บลังโกขนาด 4 เมตรที่หอสังเกตการณ์เซร์โรโทโลโล อินเตอร์อเมริกัน(CTIO) ในชิลี ซึ่งเป็นโครงการจากนัวร์แลป(NOIRLAb) มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
Pictor II อยู่ในกลุ่มดาวขาตั้งภาพ(Pictor) ประกอบด้วยดาวหลายพันดวงและมีอายุเก่าแก่มากกว่า 1 หมื่นล้านปี อยู่ห่างออกไปราว 150,000 ปีแสง PicII-503 ถูกพบที่ชายขอบของกาแลคซีนี้ และมันก็มีเหล็กน้อยกว่าดาวฤกษ์นอกทางช้างเผือกใดๆ ที่เคยตรวจสอบมา ในขณะที่กลับมีคาร์บอนอย่างล้นเหลือด้วย สัญญาณเหล่านี้สอดคล้องอย่างไม่ผิดเพี้ยนกับดาวที่อุดมด้วยคาร์บอนที่พบในส่วนนอกของทางช้างเผือก ซึ่งจนกระทั่งบัดนี้กำเนิดของพวกมันก็ยังเป็นปริศนา
การศึกษานี้นำทีมโดย Anirudh Chiti นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด และผลสรุปเผยแพร่ใน Nature Astronomy วันที่ 16 มีนาคม
กาแลคซีแคระสลัวมาก(ultra-faint dwarf galaxy) Pictor II ภาพปก ดาวฤกษ์ PicII 503
ดาวดวงแรกๆ ในเอกภพก่อตัวขึ้นจากก๊าซที่มีแต่ธาตุพื้นๆ คือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม เท่านั้น ในแกนกลางที่ร้อนแรงของดาวเหล่านั้น ดาวรุ่นแรก(Population III stars) จะสร้างธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมขึ้นมาเป็นครั้งแรก เช่น คาร์บอนและเหล็ก ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกรวมๆ ว่าโลหะ(metals) เมื่อดาวเหล่านี้ระเบิด พวกมันจะปล่อยธาตุหนักที่สร้างออกสู่ตัวกลางในอวกาศ(interstellar medium) และรีไซเคิลซึ่งจะผสมกับก๊าซและฝุ่นซึ่งเย็นตัวก่อตัวดาวรุ่นต่อๆ ไป
ดาวรุ่นที่สอง(Population II stars) ก็เหมือนเป็นแคปซูลเวลาที่รักษาโลหะระดับต่ำที่ดาวรุ่นแรกปล่อยออกมา ด้วยการสำรวจหาดาวที่มีโลหะต่ำที่พบได้ยากเหล่านี้ และตรวจสอบสารเคมีของพวกมัน นักวิทยาศาสตร์ก็จะเข้าใจกลไกการสร้างธาตุช่วงต้นในเอกภพได้ดีขึ้น
PicII-503 เป็นดาวรุ่นที่สองตัวอย่างแรกในกาแลคซีแคระที่สลัวมาก อย่างไม่ต้องสงสัย มันถูกพบในข้อมูลจากการสำรวจ DECam MAGIC(Mapping the Ancient Galaxy in CaHK) ซึ่งเป็นโครงการสำรวจ 54 คืนที่ออกแบบมาให้จำแนกดาวที่เก่าแก่ที่สุดและมีสารเคมีที่ดั้งเดิมที่สุดในทางช้างเผือกและในแคระเพื่อนบ้านของมัน ด้วยการใช้ฟิลเตอร์ช่วงแคบชนิดพิเศษที่ไวต่อรายละเอียดการดูดกลืนคลืนจากคัลเซียม นักดาราศาสตร์ก็สามารถประเมินองค์ประกอบโลหะของดาวหลายพันดวงจากข้อมูลภาพได้เลย
ดาวหลายร้อยดวงที่อยู่ใน Pictor II ข้อมูล MAGIC ได้เผย PicII-503 เป็นว่าที่ดาวที่ขาดแคลนโลหะเป็นพิเศษ ช่วยให้นักวิจัยได้ทำการศึกษาติดตามผลในรายละเอียดต่อได้ ถ้าปราศจากข้อมูลจาก MAGIC มันก็น่าจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกดาวดวงนี้ออกจากดาวอีกหลายร้อยดวงในละแวกรอบๆ กาแลคซีแคระ Pictor II Chiti กล่าว ด้วยการรวมข้อมูลจาก MAGIC, กล้องโทรทรรศน์มาเจลลัน และกล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) ทีมพบว่า PicII-503 มีปริมาณเหล็กและคัลเซียมที่ต่ำที่สุดเท่าที่เคยตรวจจากนอกทางช้างเผือก(1/40000 ส่วนของดวงอาทิตย์)
การขาดแคลนเหล็กและคัลเซียมทำให้มันเป็นวัตถุแรกที่แสดงถึงการเติมธาตุจากดาวรุ่นแรกสุดอย่างชัดเจน การได้พบดาวที่รักษาโลหะจากดาวดวงแรกๆ สุดเป็นพรมแดนสุดโต่งที่เราคิดว่าจะเป็นไปได้แล้ว จากความหายากอย่างสุดขั้วของวัตถุเหล่านี้ Chiti กล่าว ด้วยปริมาณเหล็กที่ต่ำที่สุดเท่าที่เคยพบในกาลแคซีแคระสลัวมากใดๆ PicII-503 เป็นหน้าต่างสู่การผลิตธาตุเริ่มต้นในระบบดั้งเดิมอย่างไม่ต้องสงสัย
และที่น่าทึ่งมากกว่าคือ ทีมพบว่า PicII-503 มีอัตราส่วนคาร์บอน/เหล็ก สูงกว่าที่พบในดวงอาทิตย์กว่า 1500 เท่า ปริมาณที่สูงนี้สอดคล้องกับสัญญาณอุดมด้วยคาร์บอนของดาวขาดแคลนเหล็กที่สำรวจพบในกลด(halo) ของทางช้างเผือก วัตถุเหล่านี้ถูกเรียกว่า ดาวที่ขาดแคลนโลหะแต่อุดมด้วยคาร์บอน(carbon-enhanced metal-poor stars) และก็ยังไม่ทราบกำเนิดของพวกมันจนกระทั่งตอนนี้
สมมุติฐานหนึ่งก็คือ ดาวชนิดนี้เป็นดาวรุ่นที่สองที่เก็บรักษาสารเคมีที่สร้างโดยซุปเปอร์โนวาพลังงานต่ำจากดาวรุ่นแรกสุด ในกระบวนการนี้ ธาตุหนักที่หลอมขึ้นใกล้ใจกลางดาวอย่างเช่น เหล็ก จะตกกลับสู่วัตถุกะทัดรัดที่เป็นซากแกนกลาง ในขณะที่ธาตุที่เบากว่าที่อยู่ใกล้ส่วนนอกของดาว เช่น คาร์บอน จะถูกผลักออกสู่ตัวกลางระหว่างดาว เพื่อเป็นเมล็ดพันธุ์ให้กับการก่อตัวดาวรุ่นต่อไป
PicII-503 สนับสนุนคำอธิบายซุปเปอร์โนวาพลังงานต่ำนี้ เนื่องจากมันถูกพบในกาแลคซีแคระที่มีขนาดเล็กที่สุดที่เราเคยพบมา ถ้าซุปเปอร์โนวาที่สร้างโลหะที่พบใน PicII-503 เกิดแบบพลังงานสูง ธาตุก็น่าจะหนีออกจากแรงโน้มถ่วงของกาแลคซีจิ๋ว Pictor II ได้ PicII-503 ยังแสดงให้เห็นว่าดาวขาดแคลนโลหะแต่อุดมด้วยคาร์บอนที่พบในกลดทางช้างเผือก ก็น่าจะมีกำเนิดจากกาแลคซีแคระซากเก่าแก่ที่ควบรวมกับทางช้างเผือกเมื่อนานมาแล้ว
ดาว PicII-503 ในกาแลคซีแคระสลัวมาก Pictor II
สิ่งที่สร้างความตื่นเต้นให้ผมมากที่สุดก็คือผมได้สำรวจสิ่งที่ได้จากการผลิตธาตุที่ช่วงต้นในกาแลคซีที่โบราณแห่งหนึ่งซึ่งก็เป็นการสำรวจธรรมดาๆ แต่มันไปเชื่อมโยงกับสัญญาณที่เราได้เห็นจากดาวในกลดทางช้างเผือกที่ขาดแคลนโลหะด้วย เป็นการจับคู่กำเนิดของพวกมันกับธรรมชาติของวัตถุที่ถูกเติมวัตถุจากดาวรุ่นแรกเหล่านี้
การค้นพบแบบนี้เป็นงานโบราณคดีอวกาศ ได้พบฟอสซิลดาวที่หาได้ยากที่เก็บรักษาร่องรอยดาวดวงแรกสุดในเอกภพไว้ Chris Davis ผู้อำนวยการโครงการนัวร์แลป กล่าว เรารอคอยที่จะค้นพบมากขึ้นเมื่อมีการเริ่มต้นโครงการ LSST(Legacy Survey of Space and Time) ของหอสังเกตการณ์รูบิน ในปีนี้
PicII-503 ได้แย้มพรายครั้งแรกสู่วิวัฒนาการทางเคมีบทแรกของเอกภพ ซึ่งเป็นช่วงเวลารากฐานที่สุดท้ายจะเป็นบันไดการก่อตัวดาวเคราะห์, สารเคมี และชีวิตเอง มันยังเชื่อมโยงปริศนาที่มีมานานเกี่ยวกับดาวโบราณในทางช้างเผือก เข้ากับกำเนิดในกาแลคซีแคระสภาพทางเคมีดั้งเดิมด้วย
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
