Откакто астрономите разбраха, че Вселената е в постоянно състояние на експанзия и че масивна експлозия вероятно е започнала всичко това преди 13,8 милиарда години (Големия взрив), има нерешени въпроси за това кога и как са се образували първите звезди. Въз основа на данни, събрани от НАСА Уилкинсън Микроволновата анизотропична сонда (WMAP) и подобни мисии, се смята, че това е станало около 100 милиона години след Големия взрив.
Голяма част от детайлите как работи този сложен процес останаха загадка. Новите доказателства, събрани от екип, ръководен от изследователи от Института за астрономия Макс Планк, показват, че първите звезди трябва да са се образували доста бързо. Използвайки данни от телескопите Магелан в обсерваторията Лас Кампанас, екипът наблюдава облак от газ, където се образуват звезди, само 850 милиона години след Големия взрив.
Проучването, което описва техните открития, което наскоро се появи в Astrophysical Journal, беше ръководен от Едуардо Баньодос. По това време член на Карнеги Института за наука, Банадос и колегите му наблюдаваха газовия облак, докато провеждаха последващи наблюдения при изследване на 15 от най-отдалечените известни квазари.
Това проучване е подготвено от Киара Мадзучели, астроном от Европейската южна обсерватория (ЕСО) и съавтор на проучването, като част от доктора си. изследвания в Института за астрономия Макс Планк. Докато изследваха спектрите на един квазар в частност (P183 + 05), те отбелязаха, че той има някои доста особени характеристики.
Използвайки 6,5 м телескопи Магелан от институцията Карнеги в обсерваторията Лас Кампанас в Чили, Банадос и неговите колеги разпознаха спектралните характеристики за това, което са: близък газов облак, който се осветяваше от квазара. Спектрите също им казаха колко далеч е газовият облак от Земята - на повече от 13 милиарда светлинни години, което го прави един от най-далечните, които някога са били наблюдавани и идентифицирани от астрономите.
В допълнение, те откриха спектри, които показват наличието на следи от елементи като въглерод, кислород, желязо и магнезий - химически обозначени като „метали“, тъй като те са по-тежки от хелия. Такива елементи са създадени през ранната Вселена, тъй като първите поколения звезди (известни още като „население III“) ги пуснаха в Космоса, след като стигнаха до края на живота си и експлодираха като свръхнови.
Както Майкъл Рауч, астроном от института на Карнеги и съавтор на новото изследване, каза:
"След като се убедихме, че [ние] гледаме на такъв девствен газ само 850 милиона години след Големия взрив, започнахме да се чудим дали тази система все още може да запази химически подписи, произведени от първото поколение звезди."
Намирането на първото поколение звезди отдавна е цел на астрономите, тъй като би позволило по-цялостно разбиране на историята на Вселената. С течение на времето елементи, по-тежки от водорода, играеха ключова роля за образуването на звезди, където материята се струпва заедно поради взаимното привличане и след това претърпява гравитационен срив.
Тъй като се смята, че във Вселената след Големия взрив са съществували само водород и хелий, първото поколение звезди не е имало тези химически елементи - което ги отличава от всяко следващо поколение. Следователно беше изненадващо да се отбележи относително изобилие от тези елементи в толкова ранен газов облак, което всъщност беше сравнимо с това, което астрономите виждат в междугалактичните газови облаци днес.
Тези наблюдения представляват голямо предизвикателство за конвенционалните теории за това как са се образували първите звезди в нашата Вселена. По същество това показва, че образуването на звезди трябва да е започнало много по-рано, за да се получат тези химически елементи. Въз основа на проучвания, включващи свръхнови тип Ia, се изчислява, че експлозиите, необходими за производството на тези метали с наблюдаваното изобилие, ще отнемат около 1 милиард години.
Накратко, учените може да са напуснали около поколение, когато става въпрос за това, когато са се родили първите звезди, което предполага, че е имало някои наоколо през най-ранните еони на Вселената. Това на практика означава, че първите звезди би трябвало да се образуват доста бързо от първоначалната супа от водород и хелий, която е била ранната Вселена. Това откритие може да има сериозно отражение върху теориите за космическата еволюция.
Както каза Банядос, сега целта е да се потвърди това чрез намиране на допълнителни газови облаци, които имат подобни химически изобилия:
„Вълнуващо е, че можем да измерим металичността и химическите изобилия толкова рано в историята на Вселената, но ако искаме да идентифицираме подписите на първите звезди, трябва да проучим още по-рано в космическата история. Оптимист съм, че ще открием още по-далечни газови облаци, които биха могли да ни помогнат да разберем как са се родили първите звезди. "
Относителността ни казва, че пространството и времето са два израза на една и съща реалност. Ерго, гледайки по-далеч във Вселената, ние също гледаме по-далеч назад във времето. По този начин астрономите успяха да приспособят космологичните си модели и идеи за това как и кога всичко е започнало. Знаейки, че първите звезди във Вселената могат да имат своя произход отново в още по-ранен период; това е само част от кривата на обучение!
