Meerderheid 2e generatie sterren in het heelal verrijkt met metalen door meerdere supernovae

Artistieke impressie van de spectra van de eerste generatie sterren, die weiig metalen bevatten. Met AI zijn de gegevens van die generatie steren onderzocht, Credit: Kavli IPMU

De allereerste sterren in het vroege heelal bestonden alleen uit waterstof en helium, de oerelementen die tijdens de oerknal ontstonden. Pas na de fusie van die elementen werden in het binnenste van die sterren zwaardere elementen gevormd. Alles wat zwaarder is dan helium wordt door de sterrenkundigen een metaal genoemd en het is de ‘metaliciteit‘ die aangeeft hoeveel metalen een ster bevat – hoe lager die metaliciteit des te ouder is de ster. De eerste generatie sterren, die vermoedelijk zeer zwaar waren, eindigde als supernovae en in de uitgeblazen gas- en stofwolken zaten de opgebouwde metalen. Latere generaties sterren namen die metalen in zoich op en zo steeg langzaam maar zeker de metaliciteit.

De hoeveelheid koolstof (C) versus ijzer (Fe) in de extremely metal-poor (EMP) sterren. Credit: Hartwig et al.

Gebruikmakend van kunstmatige intelligentie (AI) en de nieuwste kennis op het gebied van nucleosynthese in supernovae heeft een team van sterrenkundigen onder leiding van Tilman Hartwig (Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe) ontdekt dat een meerderheid van de tweede generatie sterren verrijkt werd met metalen door meerdere supernovae. Ze onderzochten de gegevens van 450 sterren in de Melkweg die zeer weinig metalen bevatten, verkregen door waarnemingen gedaan met de Prime Focus Spectrograph van de Subarutelescoop op Hawaï, en daaruit komt naar voren dat 68% van die sterren een scheikundige ‘vingerafdruk’ heeft die er op wijst dat ze verrijkt zijn door meerdere supernovae. Daaruit volgt dat die eerste sterren al in clusters moeten zijn geboren, waar ze door meerdere supernovae in de buurt voorzien moeten zijn van metalen (zoals geschetst in de afbeelding bovenaan). Ze kwamen dus niet voor als losse, geïsoleerde sterren.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Tilman Hartwig, Miho N. Ishigaki, Chiaki Kobayashi, Nozomu Tominaga, Ken’ichi Nomoto,  Machine Learning Detects Multiplicity of the First Stars in Stellar Archaeology Data. The Astrophysical Journal, 2023; 946 (1): 20.

Bron: IPMU.

Gerelateerde Astroblogs:

Massieve Ster SN 2023ixf spuwt massa van ongeveer één zon uit vlak voordat hij in een supernova explodeert SN2023tyk, de allereerste supernova ontdekt met behulp van AI Mede dankzij amateur-sterrenkundigen is de ware aard van Asassn-21qj duidelijk geworden