खगोलविदों को प्राचीन ब्रह्मांड से दुर्लभ दूसरी पीढ़ी का तारा मिला

सबसे प्राचीन ब्रह्मांड की एक झलक

खगोलविदों को एक असाधारण दुर्लभ दूसरी पीढ़ी का तारा मिला है जो ब्रह्मांड की सबसे पहली तारकीय पीढ़ी के बाद बना था — और जिसकी रासायनिक संरचना इस बात का सीधा प्रमाण देती है कि उन प्राचीन तारों ने ब्रह्मांड को भारी तत्वों से कैसे समृद्ध किया जो सभी बाद की रसायन शास्त्र को संभव बनाते हैं। शोधकर्ताओं ने इस खोज का वर्णन किया है कि यह इस बात के किनारे पर बैठा है कि हमने क्या संभव समझा था, जो इसकी दुर्लभता और इसे पहचानने के लिए आवश्यक सटीकता दोनों को दर्शाता है।

तारा चरम लोहे की कमी में है — एक रासायनिक फिंगरप्रिंट जो इसके गठन को ब्रह्मांड के सबसे प्राचीन युग में रखता है, जब लोहे जैसे भारी तत्वों ने मुश्किल से संचय करना शुरू किया था। लोहे की कमी मुख्य निदान है: लोहा प्राथमिक रूप से तारकीय इंटीरियर में बनता है और supernova विस्फोटों द्वारा वितरित किया जाता है। ऐसे कई विस्फोटों से पहले बने तारों में बहुत कम लोहा होता है। एकल Population III पूर्वज से संसाधित सामग्री से बने तारे लगभग अदृश्य रूप से दुर्लभ हैं।

पहले तारे और वह जो वे पीछे छोड़ गए

ब्रह्मांड के पहले तारे, जिन्हें Population III तारे कहा जाता है, माना जाता है कि Big Bang के लगभग 100 से 400 मिलियन साल बाद हाइड्रोजन और हीलियम के बादलों से बने थे — उस समय के एकमात्र तत्व। ये तारे संभवतः विशाल थे, अपने ईंधन को तेजी से जलाते हुए और शानदार supernovae में समाप्त हो गए जिन्होंने चारों ओर की गैस में नवगठित तत्वों को बिखेर दिया।

वह बिखरी हुई सामग्री बाद की गैस के बादलों में मिल गई और Population II तारों को जन्म दिया — दूसरी पीढ़ी — जिन्होंने अपने पूर्वजों द्वारा उत्पादित धातुओं को शामिल किया। खगोल विज्ञान में धातु हीलियम से भारी किसी भी तत्व को संदर्भित करता है, और इन भारी तत्वों की यहां तक कि ट्रेस मात्रा तारा गठन की भौतिकी को मौलिक रूप से बदल देती है, गैस को अधिक कुशलता से ठंडा होने देती है और विभिन्न प्रकार की तारकीय आबादी को बनाने की अनुमति देती है।

एकल Population III supernova द्वारा समृद्ध सामग्री से बने तारे को खोजना खगोलविदों को उस विशेष पूर्वज के nucleosynthesis पैटर्न को पढ़ने देता है। यह ब्रह्मांड के पहले तारे क्या थे इसका सबसे करीबी सीधा माप है।

यह कैसे खोजा गया

इस खोज को ब्रह्मांडीय पुरातत्त्वविदों के रूप में वर्णित शोधकर्ताओं के एक समूह द्वारा किया गया था — खगोलविद जो प्राचीन तारों की रासायनिक संरचना का अध्ययन करते हैं ताकि प्राचीन ब्रह्मांड के इतिहास का पुनर्निर्माण किया जा सके। यह तकनीक, stellar archaeometry या near-field cosmology के रूप में जानी जाती है, तारकीय वायुमंडल में दर्जनों तत्वों की प्रचुरता को मापने के लिए high-resolution spectroscopy का उपयोग करती है।

लोहे की कमी वाले तारों को खोजने के लिए व्यापक आकाश सर्वेक्षण के बाद बड़ी दूरबीनों द्वारा follow-up spectroscopy की आवश्यकता होती है। अधिकांश पुराने तारों में तारकीय पीढ़ियों के संचित इतिहास से कम से कम कुछ धातु संवर्धन होता है, जिससे सच में लोहे से भरे तारे सुई-एक-हेस्टैक खोज बन जाते हैं। नई खोज के लिए लाखों तारकीय स्पेक्ट्रा डेटाबेस को खोजना आवश्यक था ताकि सही रासायनिक हस्ताक्षर वाले उम्मीदवारों की पहचान की जा सके, फिर high-resolution spectroscopic observations से पुष्टि की जा सके।

रसायन विज्ञान क्या प्रकट करता है

नए खोजे गए तारे में मापी गई रासायनिक प्रचुरता इसके Population III पूर्वज के बारे में एक कहानी बताती है। कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, मैग्नीशियम और लोहे की तुलना में अन्य हल्के तत्वों का अनुपात पहले तारे के द्रव्यमान, इसके supernova विस्फोट की ऊर्जा और विस्फोट उत्पादों के मिश्रण के बारे में जानकारी एनकोड करता है। दूसरी पीढ़ी का तारा बनने से पहले आसपास की गैस के साथ।

Population III supernova के सैद्धांतिक मॉडल पूर्वज के द्रव्यमान और विस्फोट ऊर्जा के आधार पर विशिष्ट प्रचुरता पैटर्न की भविष्यवाणी करते हैं। देखी गई प्रचुरता की इन सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ तुलना करके, शोधकर्ता इस विशेष दूसरी पीढ़ी के बचे हुए तारे को बीज देने वाले विशिष्ट पहले तारे के संभावित गुणों को सीमित कर सकते हैं।

निष्कर्ष Population III supernova घटना से बने माने जाने वाले तारों के छोटे लेकिन बढ़ते कैटलॉग में एक नया डेटा बिंदु जोड़ते हैं। प्रत्येक नई खोज पहली तारकीय पीढ़ी के द्रव्यमान वितरण और विस्फोट ऊर्जा पर कड़ी सांख्यिकीय बाधाओं को सक्षम करती है — ऐसे गुण जो सैद्धांतिक रूप से अनिश्चित और अवलोकनीय रूप से दुर्लभ रहते हैं।

ब्रह्मांड विज्ञान के लिए महत्व

Population III तारों को समझना ऐतिहासिक जिज्ञासा से परे जाता है। पहले तारों के गुणों ने आकार दिया कि ब्रह्मांड अपने प्रारंभिक युगों में कैसे विकसित हुआ — यह कितनी जल्दी पुनः ionized हुआ, धातुओं को पहली गैलेक्सियों में कैसे वितरित किया गया, और बाद की पीढ़ियों के तारों और ग्रहों का निर्माण कैसे हुआ। ये प्रश्न Big Bang की भौतिकी को उन परिस्थितियों से जोड़ते हैं जो अंततः चट्टानी ग्रहों और जीवन की रसायन को संभव बनाते हैं।

अगली पीढ़ी के वेधशालाएं, James Webb Space Telescope के चल रहे कार्यक्रमों के साथ-साथ भविष्य की अत्यंत बड़ी दूरबीनों के साथ, इस क्षेत्र को आगे बढ़ाने की उम्मीद है — Milky Way के बाहरी क्षेत्र में अधिक प्राचीन धातु-गरीब तारों की खोज करके और संभवतः सबसे दूर की गैलेक्सियों में Population III तारों के संकेतों की पहचान करके।

यह लेख Space.com की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।