Odkar so astronomi spoznali, da se vesolje nenehno širi in da se je pred vsemi 13,8 milijardami let (Big Bang) verjetno začela množična eksplozija, so se pojavila nerešena vprašanja, kdaj in kako so nastale prve zvezde. Glede na podatke, ki jih je zbrala NASA Wilkinson mikrovalovna anizotropna sonda (WMAP) in podobne misije, naj bi se to zgodilo približno 100 milijonov let po velikem udaru.
Večina podrobnosti, kako je ta zapleten postopek deloval, ostaja skrivnost. Vendar novi dokazi, ki jih je zbrala ekipa pod vodstvom raziskovalcev z Inštituta Max Planck za astronomijo, kažejo, da so se morale prve zvezde oblikovati precej hitro. Z uporabo podatkov iz teleskopa Magellan v observatoriju Las Campanas je skupina opazila oblak plina, kjer se je dogajalo nastajanje zvezd le 850 milijonov let po velikem udaru.
Študija, ki je opisala njihove ugotovitve, ki se je nedavno pojavila v Astrofizični vestnik, vodil ga je Eduardo Bañados. Takrat član Banedosove ustanove za znanost Carnegie Banados in njegovi sodelavci so opazovali plinski oblak, medtem ko so spremljali nadaljnja opazovanja na raziskavi 15 najbolj oddaljenih znanih kvazarjev.
To anketo je pripravila Chiara Mazzucchelli, astronomka z evropskega južnega observatorija (ESO) in soavtorica študije, ki je bila del njenega doktorata. raziskave na Inštitutu Maxa Plancka za astronomijo. Medtem ko so preučevali predvsem spektre enega kvazarja (P183 + 05), so ugotovili, da ima nekatere precej posebnosti.
S 6,5 m teleskopi Magellan v Magelanovem teleskopu Carnegie v opazovalnem uradu Las Campanas v Čilu so Banados in njegovi sodelavci prepoznali spektralne lastnosti tega, kar so: bližnji plinski oblak, ki ga je osvetlil kvazar. Spektri so jim prav tako povedali, kako daleč je bil zemeljski oblak od Zemlje - oddaljen več kot 13 milijard svetlobnih let - zaradi česar so ga astronomi med najbolj oddaljenimi opazili in prepoznali.
Poleg tega so našli spektre, ki kažejo na prisotnost elementov v sledovih, kot so ogljik, kisik, železo in magnezij - kemično označeni kot "kovine", saj so težji od helija. Takšni elementi so nastali v zgodnjem vesolju, saj so jih prve generacije zvezd (aka. "Populacija III") spustile v vesolje, potem ko so dosegle konec življenjske dobe in eksplodirale kot supernove.
Kot je dejal Michael Rauch, astronom s Carnegie Institution of Science in soavtor nove študije:
"Potem ko smo se prepričali, da smo na tako neokrnjen plin gledali šele 850 milijonov let po velikem udaru, smo se začeli spraševati, ali ta sistem še vedno lahko ohranja kemične podpise, ki jih je ustvarila prva generacija zvezd."
Iskanje prve generacije zvezd je že dolgo cilj astronomov, saj bi omogočilo bolj celovito razumevanje zgodovine Vesolja. Ko je čas tekel, so elementi, težji od vodika, igrali ključno vlogo pri tvorbi zvezd, pri čemer se zadeva zaradi vzajemnega privlačenja združi in nato podleže gravitacijskemu propadu.
Ker velja, da sta po vesolju po velikem udaru vesolje obstajala le vodik in helij, prva generacija zvezd ni imela teh kemijskih elementov - zaradi česar se razlikujejo od vsake generacije, ki je sledila. Zato je presenetljivo opaziti relativno številčnost teh elementov v tako zgodnjem plinskem oblaku, ki je bilo dejansko primerljivo s tistim, ki ga astronomi vidijo v medgalaktičnih plinskih oblakih danes.
Ta opažanja predstavljajo velik izziv običajnim teorijam o tem, kako so se oblikovale prve zvezde v našem vesolju. V bistvu pomeni, da se je za nastanek teh kemičnih elementov moralo začeti nastajanje zvezd veliko prej. Na podlagi študij, ki vključujejo supernove vrste Ia, se ocenjuje, da bi eksplozije, ki so potrebne za proizvodnjo teh kovin v opazovanem številu, trajale približno 1 milijardo let.
Skratka, znanstveniki so se lahko zrušili že približno generacija, ko so se rodile prve zvezde, kar pomeni, da jih je bilo mogoče najti že v najzgodnejših enih vesolja. To dejansko pomeni, da bi se morale prve zvezde precej hitro oblikovati iz prvotne juhe vodika in helija, ki je bila zgodnja vesolja. Ta ugotovitev bi lahko imela resne posledice za teorije o kozmični evoluciji.
Kot je dejal Bañados, je cilj zdaj to potrditi z iskanjem dodatnih plinskih oblakov, ki imajo podobno kemično obilje:
"Navdušujoče je, da lahko tako zgodaj v zgodovini vesolja merimo kovino in kemično bogastvo, če pa želimo prepoznati podpise prvih zvezd, moramo preizkusiti še prej v kozmični zgodovini. Optimističen sem, da bomo našli še bolj oddaljene plinske oblake, ki nam bodo pomagali razumeti, kako so se rodile prve zvezde. "
Relativnost nam govori, da sta prostor in čas dva izraza iste resničnosti. Ergo, če pogledamo dlje v vesolje, tudi v preteklost gledamo dlje. Pri tem so astronomi lahko prilagodili svoje kozmološke modele in ideje o tem, kako in kdaj se je vse začelo. Vedoč, da bi lahko prve zvezde v vesolju potisnile nazaj v še zgodnejši čas; to je le del krivulje učenja!
