Een klein sterrenstelsel dat de Melkweg omcirkelt, kan een fossiel zijn dat is overgebleven uit het vroege heelal.
De sterren in het sterrenstelsel, bekend als Segue 1, zijn vrijwel puur met minder zware elementen dan die van enig ander bekend sterrenstelsel. Zulk weinig sterren (ongeveer 1.000 vergeleken met de 100 miljard van de Melkweg) met zulke kleine hoeveelheden zware elementen impliceren dat het dwergstelsel bijna 13 miljard jaar geleden is gestopt met evolueren.
Als het waar is, zou Segue 1 een venster kunnen bieden naar het vroege universum en nieuwe evolutionaire paden tussen sterrenstelsels in het vroege heelal onthullen.
Alleen waterstof, helium en een klein spoor lithium kwamen bijna 13,8 miljard jaar geleden uit de oerknal, waardoor een jong universum achterbleef dat vrijwel puur was. In de loop van de tijd produceerde en verspreidde de cyclus van geboorte en dood van sterren zwaardere elementen (vaak "metalen" genoemd in astronomische cirkels), waardoor de zaden werden geplant die nodig zijn voor rotsachtige planeten en intelligent leven.
Hoe ouder een ster is, hoe minder vervuild hij was bij de geboorte, en hoe minder metalen vandaag de dag het oppervlak van de ster rijgen. De elementen die in het spectrum van een ster kunnen worden gedetecteerd, vormen dus een sleutel tot het begrijpen van de generaties van sterren die aan de geboorte van de ster voorafgingen.
De zon is bijvoorbeeld metaalrijk en ongeveer 1,4% van zijn massa bestaat uit elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Het vormde slechts 4,6 miljard jaar geleden - twee derde van de weg van de oerknal tot nu toe - en kwam voort uit meerdere generaties eerdere sterren.
Maar drie in Segue 1 zichtbare sterren hebben een ijzerrijkheid die ongeveer 3.000 keer minder is dan die van de zon. Of om het juiste jargon te gebruiken, deze drie sterren hebben metalliteiten onder [Fe / H] = -3,5.
Onderzoekers onder leiding van Anna Frebel van het Massachusetts Institute of Technology melden dat Segue 1 "mogelijk een overgebleven eerste sterrenstelsel is dat slechts één uitbarsting van stervorming heeft doorgemaakt" in het Astrophysical Journal.
Niet alleen suggereren de lage chemische overvloed dat dit sterrenstelsel uit extreem oude sterren bestaat, maar ze geven ook verleidelijke hints over de soorten supernova-explosies die hebben bijgedragen aan het ontstaan van deze sterren. Als zware sterren exploderen, verspreiden ze een mix van elementen; Maar wanneer sterren met een lage massa exploderen, verspreiden ze bijna uitsluitend ijzer.
Het gebrek aan ijzer suggereert dat de sterren in Segue 1 de producten zijn van sterren met een hoge massa, die veel sneller exploderen dan sterren met een lage massa. Het lijkt erop dat Segue 1 kort na de vorming van de melkweg in het vroege heelal een snelle uitbarsting van stervorming onderging.
Bovendien tonen zes waargenomen sterren enkele van de laagste niveaus van neutronenvangstelementen die ooit zijn gevonden, met ongeveer 16.000 minder elementen dan die in de zon. Deze elementen ontstaan binnen sterren wanneer een atoomkern een extra neutron grijpt. Een laag niveau duidt dus op een gebrek aan herhaalde stervorming.
Segue 1 brandde snel door zijn eerste generatie sterren. Maar nadat het jonge sterrenstelsel een tweede generatie sterren had voortgebracht, sloot het de stervorming volledig af en bleef het een overblijfsel van het vroege heelal.
De bevindingen hier suggereren dat er mogelijk een grotere diversiteit aan evolutionaire paden tussen sterrenstelsels in het vroege universum is dan eerder werd gedacht.
Maar voordat we ingrijpende beweringen kunnen doen "moeten we echt meer van deze systemen vinden", zei Frebel in een persbericht. Als alternatief, “als we er nooit een andere zouden vinden, zou het ons vertellen hoe zeldzaam het is dat sterrenstelsels falen in hun evolutie. We weten het in dit stadium gewoon niet, want dit is de eerste in zijn soort. "
De paper wordt gepubliceerd in het Astrophysical Journal en kan hier worden gedownload.
