Bildkredit: Harvard CfA
Nya beräkningar av ett par Harvard-astronomer förutspår att de första "solliknande" stjärnorna i universum var ensamma; saknar planeter eller liv. Efter att de exploderade som supernovaer och utsäde universumet med tyngre material, bildades andra stjärnor i stellar plantskolor. Nästa generation av stjärnor var förmodligen liknande i massa och sammansättning som vår egen sol, men det fanns inte tillräckligt med mineraler för att skapa steniga planeter som jorden. Det tog en serie supernovaer innan det fanns tillräckligt med tungt material som planeter kunde bilda - antagligen 500 miljoner till 2 miljarder år efter Big Bang.
För de flesta människor kallar frasen ”Solliknande stjärna” bilder av en vänlig, varm gul stjärna åtföljd av en planets plan som eventuellt kan sköta livet. Men nya beräkningar av Harvard-astronomerna Volker Bromm och Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), som tillkännagavs i dag vid det 203: e mötet i American Astronomical Society i Atlanta, visar att de första solliknande stjärnorna var ensamma orbs som rör sig genom en universum utan planeter eller liv.
"Fönstret för livet öppnade någon gång mellan 500 miljoner och 2 miljarder år efter Big Bang" säger Loeb. ”För miljarder år sedan var de första stjärnorna med låg massa ensamma platser. Anledningen till den ungdomliga ensamheten är inbäddad i vårt universums historia. ”
I början
Den allra första generationen av stjärnor var inte alls som vår sol. De var vita heta, massiva stjärnor som var mycket kortlivade. De brände i bara några miljoner år kollapsade och exploderade som lysande supernovaer. De allra första stjärnorna började såddprocessen i universum och spridde viktiga element som kol och syre, som fungerade som planetära byggstenar.
"Tidigare har jag med Lars Hernquist och Naoki Yoshida (även på CfA) simulerat de första supernovaexplosionerna för att beräkna deras utveckling och hur mycket tunga element (element som är tyngre än väte eller helium) de producerade," säger Bromm. "I det här arbetet har Avi Loeb och jag bestämt att en enda första generationens supernova skulle kunna producera tillräckligt tunga element för att de första solliknande stjärnorna skulle kunna bildas."
Bromm och Loeb visade att många andra generationens stjärnor hade storlekar, massor och därmed temperaturer som liknar vår sol. Dessa egenskaper var resultatet av kylningens inverkan av kol och syre när stjärnorna bildades. Även elementära överflöd så låga som en tio tusendel av de som finns i solen visade sig vara tillräckliga för att låta mindre, lågmassa stjärnor som vår sol födas.
Ändå förhindrade de samma låga mängderna steniga planeter från att bilda runt de första solliknande stjärnorna på grund av brist på råmaterial. Först när fler generationer av stjärnor levde, dog och berikade det interstellära mediet med tunga element blev planets födelse och livet självt möjligt.
"Livet är ett nyligen fenomen," säger Loeb entydigt. "Vi vet att det krävde många supernovaexplosioner för att göra alla tunga element som vi hittar här på jorden och i vår sol och våra kroppar."
Nyligen observerade bevis bekräftar deras konstaterande. Studier av kända extrasolära planeter har hittat en stark korrelation mellan förekomsten av planeter och överflödet av tunga element ("metaller") i sina stjärnor. Det vill säga att en stjärna med högre metallicitet och tyngre element är mer benägna att ha planeter. Omvänt, ju lägre en stjärnas metallicitet, desto mindre troligt är det att ha planeter.
”Vi börjar nu undersöka metallicitetströskeln för planetbildning, så det är svårt att säga när exakt livsfönstret öppnades. Men helt klart, vi har turen att metalliciteten i den materia som födde vårt solsystem var tillräckligt hög för att jorden skulle bildas, säger Bromm. ”Vi är skyldiga vår existens på ett mycket direkt sätt till alla stjärnor vars liv och död föregick bildandet av vår sol. Och denna process började direkt efter Big Bang med de allra första stjärnorna. När universum utvecklades sågade det sig successivt med alla tunga element som behövs för att planeter och liv skulle kunna bildas. Således var universums utveckling en steg-för-steg-process som resulterade i en stabil G-2-stjärna som kan upprätthålla livet. En stjärna som vi kallar solen. ”
Originalkälla: Harvard CfA News Release
