Mbetjet e yjeve të parë të Universit më në fund shihen në retë e largëta të gazit
Retë e gazit që lëvizin nëpër Universin e hershëm u kanë dhënë astronomëve një paraqitje të shkurtër të asaj që ka mbetur nga yjet e parë të lindur ndonjëherë.
Jo vetë yjet; ato janë zhdukur prej kohësh, digjen të nxehtë dhe të shpejtë përpara se të shpërthejnë në një flakë të lavdisë së supernovës shumë të largët për t’u zbuluar nga instrumentet tona. Megjithatë, materiali që ata lënë pas në ato shpërthime nxjerr në pah produktet e shkrirjes atomike që ndodhi në bërthamat e tyre.
“Për herë të parë ndonjëherë,” thotë astronomi Andrea Saccardi i Observatorit të Parisit, “ne ishim në gjendje të identifikonim gjurmët kimike të shpërthimeve të yjeve të parë në retë gazi shumë të largëta.”
Sipas kozmologjisë sonë të pranuar aktualisht, ka pasur një kohë në historinë e Universit kur gjithçka ishte e errët dhe e zymtë. Universi – shumë më i vogël në atë kohë, rreth 13.8 miliardë vjet më parë – ishte i mbushur me një mjegull të nxehtë dhe të turbullt gazi jonizues që pengonte dritën të udhëtonte nëpër Univers. Çdo foton thjesht do të kishte shpërndarë elektronet e lira.
Pasi Universi u ftohur mjaftueshëm, protonet dhe elektronet u rikombinuan në helium neutral dhe hidrogjen. Vetëm pasi lindën yjet dhe galaktikat e para, rrezatimi i tyre ultravjollcë duke rijonizuar hidrogjenin neutral, drita mund të rrjedhë lirshëm në të gjithë spektrin elektromagnetik.
Ne mendojmë se këta yje të parë erdhën 13.7 deri në 13.5 miliardë vjet më parë, por në fakt nuk e kemi parë kurrë një të tillë. Ne i quajmë ata yje të Popullsisë III, dhe ata ndoshta ishin shumë të ndryshëm nga yjet që shohim sot rreth nesh.
Ato mund të ishin masive, që do të thotë se do të digjeshin shpejt, duke përfunduar në shpërthime supernova që hodhën përmbajtjen e tyre në hapësirë, për t’u marrë në gjeneratën e ardhshme të formimit të yjeve.
Por prodhimi i elementeve të rënda kërkon yje. Yjet e popullsisë III ishin kryesisht hidrogjen dhe helium, sepse kjo ishte gjithçka që kishte në Univers kur ata lindën (plus gjurmë minimale të litiumit, elementi i tretë më i lehtë).
Por fabrikat bërthamore në bërthamat e tyre shkrinë atomet e këtyre elementeve për të krijuar ato më të rënda, si karboni, oksigjeni dhe magnezi; këto elemente u përhapën më pas në hapësirë kur ylli shpërtheu.
Për shkak se yjet janë zhdukur prej kohësh, ne nuk mund t’i studiojmë ato drejtpërdrejt aktualisht, megjithëse astronomët kanë shpresë se mund të jemi në gjendje një ditë. Megjithatë, kjo nuk do të thotë se të gjitha gjurmët e tyre janë zhdukur.
“Yjet primordial mund të studiohen në mënyrë indirekte duke zbuluar elementët kimikë që ata shpërndanë në mjedisin e tyre pas vdekjes së tyre,” thotë astrofizikantja dhe kozmologia Stefania Salvadori nga Universiteti i Firences në Itali.
Për të kërkuar zorrët e yjeve primordiale, Saccardi dhe kolegët e tij përdorën instrumentin X-shooter në Teleskopin Shumë të Madh të Observatorit Jugor Evropian për të analizuar dritën e galaktikave shumë të ndritshme dhe të largëta të njohura si kuazare.
Ndërsa kjo dritë lëviz nëpër hapësirë, ndonjëherë ajo udhëton nëpër retë e materialit. Kjo mund të ndryshojë pak dritën, duke i bërë disa pjesë të spektrit më të shndritshëm ose më të zbehtë pasi gjatësitë e valëve absorbohen dhe riemetohen nga elementët në re.
Shkencëtarët mund t’i studiojnë me kujdes këto nënshkrime në një spektër dhe t’i lidhin ato me elementë të veçantë. Studiuesit mblodhën vëzhgime të 54 reve të tilla materiale dhe kërkuan gjurmë të elementeve që mund të shpërndaheshin nëpër hapësirë nga yjet e Popullatës III, në kombinim me një nivel të ulët elementësh më të rëndë si hekuri.
Ata gjetën nënshkrimin që po kërkonin në tre re, që datojnë midis 1 dhe 2 miliardë viteve të para ose më shumë pas Big Bengut.
Këto tre re kishin një bollëk të lartë karboni dhe oksigjeni, me raporte magnez dhe silikon-hekur që ishin në përputhje të shkëlqyeshme me yjet e lashtë afër me përmbajtje shumë të vogël elementësh të rëndë.
Përveç kësaj, bollëku i magnezit dhe silikonit është në përputhje me supernovat me energji të ulët që priten nga yjet primordial.
Rezultatet sugjerojnë se, megjithëse ende nuk kemi parë yjet e Popullatës III në natyrë, është e mundur të gjejmë mbetjet e tyre. Dhe, me mjete mjaft të fuqishme, ne mund t’i hetojmë këto gjurmë për të mësuar më shumë rreth evolucionit të materies në Univers, pasi yjet ndryshojnë bollëkun elementar të sendeve rreth nesh me kalimin e kohës.
“Zbulimi ynë hap rrugë të reja për të studiuar në mënyrë indirekte natyrën e yjeve të parë, duke plotësuar plotësisht studimet e yjeve në galaktikën tonë,” thotë Salvadori.