Analiza kemične sestave plinastih oblakov v mladem vesolju je pokazala prisotnost elementov, ki so tja najverjetnje prišli preko eksplozij prve generacije zvezd v vesolju. Odkritje je velik korak k razumevanju prvih zvezd.
Zvezde se rodijo iz velikih oblakov plina. Ohlajajoči oblaki se pod lastno gravitacijo začnejo sesedati in fragmentirati. Posamezni deli, če so le dovolj veliki, se sesedejo v zvezdo ali večzvezdje (dvo in trozvezdja so precej običajen pojav).
Velikost in sestava novonastalih zvezd je med drugim odvisna od kemične sestave oblaka. Zvezde v zadnjih stadijih življenja in pri eksplozijah medzvezdni prostor obogatijo s težkimi elementi, zato se dandanes zvezde rojevajo v kemično obogatenih oblakih. A bolj ko se vračamo v preteklost, bolj je plin prvinski.
Kmalu po velikem poku je bil plin sestavljen iz vodika in helija. Najti je bilo tudi za ščepec litija. Težjih elementov pa enostavno ni bilo—ti so prišli šele z zvezdami. Prve generacije zvezd so torej nastale iz popolnoma prvinskih oblakov. Modeli napovedujejo, da naj bi imele te zvezde nekaj deset do nekaj sto mas Sonca (nekateri verjamejo, da naj bi masa segala celo do tisoč Sončevih mas).
O prvih zvezdah je težko povedati kaj bolj konkretnega, saj so tako daleč, da jih je skoraj nemogoče videti. O njih se poskušamo naučiti čim več prek opazovanja njihovega okolja. A to okolje je najprej treba najti.
Skupina znanstvenikov je v ravnokar objavljeni študiji pokazala, da je v mladem vesolju našla tri oblake, ki jih je najverjetneje obogatila le ena generacija zvezd. Odkritje bo pomagalo pri razumevanju izmuzljivih prvih zvezd.
Diagram prikazuje, kako astronomi analizirajo kemično sestavo oblakov plina v mladem vesolju. Svetloba oddaljenega kvazarja potuje skozi oblak plina, ki v spektru svetlobe pusti sledi v obliki absorpcijskih črt. Avtor: ESO/L. Calçada
Znanstveniki so opazovali oddaljene kvazarje, to je aktivna galaktična jedra, ki oddajajo veliko svetlobe. Natančneje, opazovali so njihove spektre, torej koliko svetlobe kvazarji izsevajo pri določeni valovni dolžini. Ko svetloba kvazarja potuje do nas, na poti potuje mimo galaksij. Galaktični plin in prah v spektru pusti odtis v obliki absorpcijske črte. Črte se nahajajo pri točno določenih valovnih dolžinah, ki ustrezaja določenim kemičnim elementom v plinu.
Znanstveniki so poiskali takšne oddaljene oblake in izmerili, kakšna je sestava oblakov. Izkazalo se je, da imajo trije oblaki veliko ogljika in malo železa v primerjavi z oblaki v naši Galaksiji. Modeli eksplozij prvih zvezd pokažejo, da naj bi te zvezde zares proizvedle manj železa v primerjavi z ogljikom.
Zvezde s podobno kemično sestavo najdemo tudi veliko bližje. Gre za zelo stare zvezde relativno majhne mase. Raziskovalci sumijo, da so te zvezde nastale iz plina, ki so ga obogatile zgolj eksplozije prvih zvezd. Trije najdeni oblaki so torej manjkajoči člen med prvimi zvezdami in temi starimi zvezdami.
Naslovna slika: Skica predstavlja oddaljeni oblak plina, ki vsebuje različne kemijske elemente. Avtor: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser