Från ett pressmeddelande från University of Cambridge:
Rester från de första stjärnorna har hjälpt astronomer att närma sig att låsa upp kosmos ”mörka tidsålder”. Ett team av forskare från University of Cambridge och California Institute of Technology använder ljus som släpps ut från massiva svarta hål som kallas kvasarer för att ”tända upp” gaser som släppts ut av de tidiga stjärnorna, som exploderade för miljarder år sedan. Som ett resultat har de hittat vad de hänvisar till som den saknade länken i utvecklingen av det kemiska universum.
De första stjärnorna tros inneha nyckeln till ett av mysterierna i det tidiga kosmos: hur det utvecklades från att övervägande fylldes med väte och helium till ett universum som är rikt på tyngre element, såsom syre, kol och järn.
Trots att teleskop kan upptäcka ljus som når jorden från miljarder ljusår bort, vilket gör det möjligt för astronomer att titta tillbaka i tiden över nästan hela universumets 13,7 miljarder åriga historia, återstår en observationsgräns: den så kallade "mörka" åldrar.” Denna period, som varade en halv miljard år efter Big Bang, avslutades när de första stjärnorna föddes och är otillgängliga för teleskop eftersom gasmoln som fyllde universum inte var transparent för synligt och infrarött ljus.
”Vi har effektivt kunnat kika in i de mörka åldrarna med ljuset som släppts ut från en kvasar i en avlägsen galax för miljarder år sedan. Ljuset ger en bakgrund som alla gasmoln på dess väg kan mätas, säger professor Max Pettini vid Cambridges institut för astronomi (IoA), som ledde forskningen med doktoranden Ryan Cooke.
Genom att göra precisionsmätningar med världens största teleskoper på Hawaii och Chile har forskarna använt Quasar Absorption Line Spectroscopy för att identifiera gasmoln som kallas 'dämpade Lyman alfa-system' (DLA). Bland de tusentals kända DLA: er har teamet lyckats hitta ett sällsynt moln frigjord från en stjärna mycket tidigt i universums historia.
"Enligt bedömningen av dess sammansättning är gasen en rest av en stjärna som exploderade för 13 miljarder år sedan," förklarade Pettini. "Det ger den första analysen av interiören i en av universumets tidigaste stjärnor."
Resultaten ger experimentella observationer av en tid som hittills har varit möjlig att modellera endast med datorsimuleringar och kommer att hjälpa astronomer att fylla luckor för att förstå hur det kemiska universum utvecklades.
”Vi upptäckte små mängder element i molnet i proportioner som skiljer sig mycket från deras relativa proportioner i normala stjärnor idag. Mest signifikant är förhållandet mellan kol och järn 35 gånger större än uppmätt i solen, ”sade Pettini. ”Kompositionen gör det möjligt för oss att dra slutsatsen att gasen släpptes av en stjärna som är 25 gånger massivare än solen och ursprungligen endast består av väte och helium. I själva verket är detta en fossilrekord som ger oss en saknad länk tillbaka till det tidiga universum. "
Studien publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society av Ryan Cooke, Max Pettini och Regina Jorgenson vid IoA, tillsammans med Charles Steidel och Gwen Rudie vid California Institute of Technology i Pasadena.
