Menurut model kosmologis modern, Semesta dimulai dalam peristiwa bencana yang dikenal sebagai Big Bang. Ini terjadi kira-kira 13,8 miliar tahun yang lalu, dan diikuti oleh periode ekspansi dan pendinginan. Selama waktu itu, atom hidrogen pertama terbentuk sebagai gabungan proton dan elektron dan kekuatan fundamental fisika lahir. Kemudian, sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang, mulai terbentuklah bintang dan galaksi pertama.
Pembentukan bintang-bintang pertama juga memungkinkan untuk penciptaan unsur-unsur yang lebih berat, dan karena itu pembentukan planet dan semua kehidupan seperti yang kita kenal. Namun, sampai sekarang, bagaimana dan kapan proses ini berlangsung sebagian besar teoretis karena para astronom tidak tahu di mana bintang tertua di galaksi kita dapat ditemukan. Namun berkat penelitian baru oleh tim astronom Spanyol, kami mungkin baru saja menemukan bintang tertua di Bima Sakti!
Penelitian yang berjudul "J0815 + 4729: Bintang katai kimia primitif di Halo Galactic diamati dengan Gran Telescopio Canarias", baru-baru ini muncul di The Astrophysical Journal Letters. Dipimpin oleh David S. Aguado dari Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), tim tersebut termasuk anggota dari Universitas La Laguna dan Dewan Penelitian Nasional Spanyol (CSIC).
Bintang ini terletak sekitar 7.500 tahun cahaya dari Matahari, dan ditemukan di lingkaran Bima Sakti di sepanjang garis pandang ke rasi bintang Lynx. Dikenal sebagai J0815 + 4729, bintang ini masih dalam urutan utama dan memiliki massa rendah, (sekitar 0,7 Massa Matahari), meskipun tim peneliti memperkirakan bahwa ia memiliki suhu permukaan sekitar 400 derajat lebih panas - 6.215 K (5942 °) C; 10.727 ° F) dibandingkan dengan 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Demi studi mereka, tim mencari bintang yang menunjukkan tanda-tanda miskin logam, yang akan menunjukkan bahwa ia telah berada dalam urutan utama untuk waktu yang sangat lama. Tim pertama kali memilih J0815 + 4729 dari Sloan Digital Sky Survey-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (SDSS-III / BOSS) dan kemudian melakukan investigasi spektroskopi lanjutan untuk menentukan komposisinya (dan karenanya usianya).
Ini dilakukan dengan menggunakan Spektrograf dispersi Menengah dan Sistem Pencitraan (ISIS) di Teleskop William Herschel (WHT) dan Sistem Optik untuk Pencitraan dan Spektroskopi Terpadu Resolusi Menengah-rendah (OSIRIS) di Gran Telescopio de Canarias (GTC), keduanya yang terletak di Observatorio del Roque de los Muchachos di pulau La Palma.
Konsisten dengan apa yang diprediksi oleh teori modern, bintang itu ditemukan di halo Galactic - komponen diperpanjang dari galaksi kita yang mencapai di luar piringan galaksi (bagian yang terlihat). Di wilayah inilah bintang tertua dan paling miskin logam dipercayai ditemukan di galaksi, maka dari itu mengapa tim yakin bahwa bintang yang berasal dari awal Semesta akan ditemukan di sini.
Sebagaimana Jonay González Hernández - seorang profesor dari Universitas La Laguna, anggota IAC dan rekan penulis di kertas - menjelaskan dalam siaran pers IAC:
“Teori memprediksi bahwa bintang-bintang ini dapat menggunakan bahan dari supernova pertama, yang nenek moyangnya adalah bintang masif pertama di galaksi, sekitar 300 juta tahun setelah Big Bang. Terlepas dari usianya, dan jaraknya dari kita, kita masih bisa mengamatinya. ”
Spektra yang diperoleh oleh instrumen ISIS dan OSIRIS mengkonfirmasi bahwa bintang tersebut miskin dalam logam, menunjukkan bahwa J0815 + 4729 hanya memiliki sepersejuta kalsium dan besi yang dikandung Matahari. Selain itu, tim juga memperhatikan bahwa bintang tersebut memiliki kandungan karbon lebih tinggi dari Matahari kita, yang menyumbang hampir 15% persen dari kelimpahan matahari (mis. Kelimpahan relatif unsur-unsurnya).
Singkatnya, J0815 + 4729 mungkin merupakan bintang paling miskin besi dan kaya karbon yang saat ini diketahui oleh para astronom. Selain itu, menemukan itu agak sulit karena bintang keduanya lemah dalam luminositas dan terkubur dalam sejumlah besar data arsip SDSS / BOSS. Sebagai Carlos Allende Prieto, peneliti IAC lain dan penulis bersama di kertas, mengindikasikan:
“Bintang ini tersimpan dalam basis data proyek BOSS, di antara sejuta spektrum bintang yang telah kami analisis, membutuhkan upaya pengamatan dan komputasi yang cukup besar. Dibutuhkan spektroskopi resolusi tinggi pada teleskop besar untuk mendeteksi unsur-unsur kimia dalam bintang, yang dapat membantu kita untuk memahami supernova pertama dan nenek moyang mereka. "
Dalam waktu dekat, tim memperkirakan bahwa spektograf generasi berikutnya dapat memungkinkan untuk penelitian lebih lanjut yang akan mengungkapkan lebih banyak tentang kelimpahan bahan kimia bintang tersebut. Instrumen semacam itu termasuk spektrograf resolusi tinggi HORS, yang saat ini dalam tahap uji coba pada Gran Telescopio Canarias (GTC).
"Mendeteksi lithium memberi kita informasi penting terkait nukleosintesis Big Bang," kata Rafael Rebolo, direktur IAC dan rekan penulis makalah. "Kami sedang mengerjakan spektograf resolusi tinggi dan rentang spektral lebar untuk mengukur komposisi kimia rinci bintang-bintang dengan sifat unik seperti J0815 + 4719."
Studi-studi masa depan ini pasti akan menjadi keuntungan bagi para astronom dan kosmologis. Selain menjadi kesempatan untuk mempelajari bintang-bintang yang terbentuk ketika Semesta masih dalam masa pertumbuhan, mereka dapat memberikan wawasan baru ke tahap awal alam semesta, pembentukan bintang-bintang pertama, dan sifat-sifat supernova pertama. Dengan kata lain, mereka akan menempatkan kita selangkah lebih dekat untuk mengetahui bagaimana Alam Semesta yang kita kenal terbentuk dan berevolusi.
