Menurut teori kosmologis yang paling banyak diterima, bintang-bintang pertama di Semesta kita terbentuk kira-kira 150 hingga 1 miliar tahun setelah Big Bang. Seiring waktu, bintang-bintang ini mulai bersatu membentuk gugus bola, yang perlahan bergabung untuk membentuk galaksi pertama - termasuk Bima Sakti kita sendiri. Untuk beberapa waktu, para astronom berpendapat bahwa proses ini dimulai untuk galaksi kita sekitar 13,51 miliar tahun yang lalu.
Sesuai dengan teori ini, para astronom percaya bahwa bintang-bintang tertua di alam semesta adalah bintang masif berumur pendek yang telah mati. Namun, tim astronom dari Universitas Johns Hopking baru-baru ini menemukan bintang bermassa rendah di "cakram tipis" Bimasakti yang berusia sekitar 13,5 miliar tahun. Penemuan ini menunjukkan bahwa beberapa bintang paling awal di Semesta dapat hidup, dan tersedia untuk dipelajari.
Bintang ini ditemukan sebagai pendamping 2MASS J18082002-5104378, subgiant yang kira-kira 1.950 tahun cahaya dari Bumi (di konstelasi Ara) dan memiliki kandungan logam rendah (metallicity). Ketika pertama kali diamati pada tahun 2016, tim penemuan mencatat perilaku yang tidak biasa yang mereka dikaitkan dengan keberadaan teman tak terlihat - mungkin bintang neutron atau lubang hitam.
Demi studi mereka, yang baru-baru ini diterbitkan di Jurnal Astrofisika, tim John Hopkins mengamati sistem bintang ini antara 2016 dan 2017 menggunakan Teleskop Magellan di Observatorium Las Campanas di Chili. Setelah mengamati spektra dari sistem, mereka mampu melihat keberadaan bintang sekunder yang sangat redup, yang sejak itu telah ditunjuk 2MASS J18082002-5104378 B.
Dikombinasikan dengan pengukuran kecepatan radial dari primernya, yang menghasilkan estimasi massa, tim menentukan bahwa bintang adalah massa rendah, bintang metallicity yang sangat rendah. Berdasarkan kandungan logamnya yang rendah, mereka juga menentukan bahwa usianya 13,5 miliar tahun, menjadikannya bintang paling miskin logam ultra yang ditemukan hingga saat ini. Ini berarti bahwa dalam istilah kosmik, bintang adalah satu generasi yang dihilangkan dari Big Bang.
Seperti Kevin Schlaufman - asisten profesor fisika dan astronomi dan penulis utama studi ini - ditunjukkan dalam siaran pers JHU Hub, ini adalah penemuan yang sangat tak terduga. "Bintang ini mungkin satu dari 10 juta," katanya. "Ini memberi tahu kita sesuatu yang sangat penting tentang generasi bintang pertama."
Sementara para astronom telah menemukan 30 bintang purba yang sangat miskin logam di masa lalu, masing-masing memiliki perkiraan massa Matahari. Bintang Schlaufman dan timnya menemukan, bagaimanapun, hanya 14% massa Matahari (menjadikannya kerdil merah tipe-M). Selain itu, semua bintang metalisitas sangat rendah yang sebelumnya ditemukan di galaksi kita ditemukan memiliki orbit yang umumnya membawa mereka jauh ke bidang galaksi.
Namun, sistem bintang yang baru ditemukan ini mengorbit galaksi kita pada orbit melingkar (seperti Matahari kita), yang membuatnya relatif dekat dengan pesawat. Penemuan ini menantang sejumlah konvensi astronomi, dan juga membuka beberapa kemungkinan yang sangat menarik bagi para astronom.
Misalnya, para astronom telah lama berteori bahwa bintang paling awal terbentuk setelah Big Bang (dikenal sebagai bintang Population III) akan seluruhnya terdiri dari unsur-unsur paling dasar - yaitu hidrogen, helium, dan sejumlah kecil lithium. Bintang-bintang ini kemudian menghasilkan unsur-unsur yang lebih berat di inti mereka yang dilepaskan ke Semesta ketika mereka mencapai akhir masa hidup mereka dan meledak sebagai supernova.
Generasi bintang berikutnya yang terbentuk terutama terdiri dari unsur-unsur dasar yang sama, tetapi juga termasuk awan unsur-unsur yang lebih berat dari generasi bintang-bintang sebelumnya ke dalam susunannya. Bintang-bintang ini menciptakan unsur-unsur yang lebih berat yang kemudian mereka lepaskan pada akhir masa hidup mereka, secara bertahap meningkatkan keaslian bintang-bintang di Semesta dengan setiap generasi berikutnya.
Singkatnya, para astronom percaya sampai akhir 1990-an bahwa semua bintang paling awal (yang akan masif dan berumur pendek) sudah lama punah. Dalam beberapa dekade terakhir, simulasi astronomi telah dilakukan yang menunjukkan bahwa bintang bermassa rendah dari generasi paling awal masih ada. Tidak seperti bintang raksasa, kurcaci bermassa rendah (seperti kurcaci merah) dapat hidup hingga triliunan tahun.
Penemuan bintang ultra-logam yang sangat miskin ini tidak hanya mengonfirmasi kemungkinan ini, tetapi juga menunjukkan bahwa ada banyak bintang di galaksi kita yang memiliki massa sangat rendah dan logam sangat rendah - yang sebenarnya merupakan bintang pertama Alam Semesta. . Seperti yang ditunjukkan Schlaufman:
"Jika kesimpulan kita benar, maka bintang bermassa rendah yang memiliki komposisi secara eksklusif, hasil dari Big Bang dapat ada. Meskipun kita belum menemukan benda seperti itu di galaksi kita, itu bisa ada. ”
Jika benar, ini dapat memungkinkan para astronom untuk mempelajari kondisi seperti apa tidak lama setelah Big Bang dan sebelum akhir "Abad Kegelapan". Periode ini, yang berlangsung hingga kira-kira 1 miliar tahun setelah Big Bang, juga ketika bintang dan galaksi paling awal mulai terbentuk, tetapi masih tidak dapat diakses oleh teleskop kita yang paling kuat. Tetapi dengan bintang-bintang yang selamat dari periode evolusi kosmik yang sangat awal ini, para astronom akhirnya mungkin memiliki jendela ke zaman misterius ini.
Pastikan untuk menikmati video ini yang menggambarkan orbit 2MASS J18082002-5104378 B di sekitar Bimasakti, milik JHU:
