În Universul nostru modern, chiar și în propria noastră Galaxie, observăm stele în toate stadiile vieții. Putem vedea nori de gaz molecular care se contractă și se fragmentează, protostele și obiecte stelare tinere, stele în toată regula cu discuri protoplanetare în jurul lor, stele convenționale care își consumă combustibilul cu propriile sisteme planetare complet formate, stele care evoluează în subgiganți, giganți și chiar supergiganți, stele care mor în nebuloase planetare, supernove și alte evenimente care le pun capăt vieții, precum și rămășițe stelare ale stelelor acum dispărute, precum pitice albe, stele neutronice și găuri negre, afirmă Big Think.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Putem urmări istoria Universului nostru cu 13,8 miliarde de ani în urmă, până la cele mai timpurii etape ale Big Bang-ului fierbinte, și putem măsura rata de formare a stelelor pe tot parcursul istoriei noastre cosmice.
Au trecut 9,2 miliarde de ani după ce Big Bang-ul a avut loc, sau aproximativ 4,6 miliarde de ani în urmă, când Soarele și Sistemul nostru Solar au început să se formeze în propria noastră Cale Lactee, la aproximativ 27.000 de ani-lumină de centrul galactic. Acum, după tot acest timp, ființele umane au ajuns la remarcabila performanță de a reconstrui istoria noastră cosmică mai bine ca niciodată. Iar una dintre întrebările pe care le putem pune este: câte generații de stele au precedat formarea propriei noastre stele?
Trei populații de stele
Când astronomii au început să studieze stelele și să măsoare abundența de elemente grele din compoziția lor, au început să împartă stelele în două populații. Existau stele cu metalicitate similară cu cea a Soarelui, poate puțin mai bogate sau mai sărace în metale, pe care le-au numit stele de „Populație I”. Dar au existat și stele cu metalicitate semnificativ mai scăzută, în special abundente în clusterele globulare situate departe de centrul galactic, care au primit numele de stele de „Populație II”.
Deoarece elementele grele găsite în Universul nostru sunt forjate în stele, inclusiv în stelele evoluate și în timpul cataclismelor stelare, o stea de Populația I este în general considerată a fi avut mai multe generații de stele care au precedat formarea sa decât o stea de Populația II.
Dar chiar și stelele de Populația II au încă o anumită cantitate de metale grele în ele. Și deoarece știm că a existat o perioadă în care reacțiile nucleare au avut loc la scurt timp după Big Bang-ul fierbinte, știm că niciuna dintre stelele pe care le-am observat vreodată nu este alcătuită pur din acele elemente primordiale.
Pentru a fi cu adevărat primordială, ar trebui să găsim o stea a cărei metalicitate reprezintă cel mult o zecime de milion din metalicitatea solară. Găsirea unei astfel de stele ar reprezenta o a treia populație de stele, stelele de Populația III, formate din material creat doar în Big Bang.
Cea mai pură stea descoperită vreodată
Omenirea tocmai a stabilit un nou record, în septembrie 2025, pentru cea mai pură stea descoperită vreodată în Univers. O stea descoperită în afara propriei noastre galaxii, în periferia Marelui Nor al lui Magellan. Această stea este un gigant roșu cunoscut sub numele de SDSS J0715-7334 și are doar o frântură din abundența elementelor grele pe care le posedă Soarele nostru.
Cu toate acestea, aceasta este de aproximativ 1.000 de ori mai bogată în elemente grele decât o adevărată stea de Populația III. Chiar și cea mai pură stea pe care am găsit-o vreodată nu este cu adevărat pură, ci reprezintă materie care a fost îmbogățită de material provenit din generații anterioare de stele.
Cu stele cu metalicitate extrem de scăzută precum aceasta, putem face comparații bune cu măsurătorile pe care le avem ale supernovelor. Pentru SDSS J0715-7334, de exemplu, 100% din îmbogățirea sa ar putea fi explicată prin urmările unei singure supernove anterioare, o supernovă care echivalează cu 30 de mase solare.
De ce este atât de dificil să numărăm generațiile?
Dacă începem să ne întrebăm, în mod legitim, „câte generații de stele au trebuit să trăiască și să moară înainte ca orice stea specifică să se formeze”, descoperim că aceasta este de fapt o întrebare incredibil de dificil de abordat. Motivul pentru care este atât de provocator este simplu. Când privim o stea pe care o găsim în Universul nostru modern, astăzi, ea a fost îmbogățită de toate contribuțiile la mediul interstelar pe întreaga istorie în care stelele au existat și au afectat abundența acestui gaz.
Există multe moduri diferite de a ajunge la o „abundență inițială” de elemente grele pentru un anumit nor de gaz, ceea ce implică contribuții mici de la multe generații de stele sau contribuții mari de la doar câteva generații de stele.
Stelele de primă generație , pe care încă nu le-am găsit niciodată, se suspectează că au fost extrem de masive, cu o medie de aproximativ 10 mase solare, comparativ cu 0,4 mase solare pentru stelele moderne, și prin urmare, aveau o durată foarte scurtă de viață. Mai mult, exista o probabilitate uriașă ca ele să devină supernove.
Acele prime stele, oriunde le-ai forma, vor îmbogăți rapid și sigur întregul mediu din jurul lor. Vor produce praf, vor produce cantități semnificative de elemente grele, vor ajuta generațiile viitoare de stele să se răcească și să se contracte mai rapid. Oriunde formezi aceste stele pentru prima dată, vei dobândi o cantitate de bază de îmbogățire a mediului tău, undeva probabil în jur de 0,001% până la 0,01% din îmbogățirea solară actuală.
Câte generații sunt necesare pentru planete ca Pământul?
Pe baza exoplanetelor cunoscute până acum, putem observa ceva izbitor. Din toate planetele găsite vreodată, 98,2% dintre ele sunt în jurul stelelor cu cel puțin 25% din metalicitatea Soarelui. În jurul stelelor cu între 10-25% din metalicitatea Soarelui, au fost descoperite doar 1,6% dintre planetele cunoscute. Iar din stelele sub 10% din metalicitatea Soarelui, doar 10 sisteme au o exoplanetă.
A doua generație de stele, cu alte cuvinte, ar putea crea un sistem care are planete în jurul său, dar avem nevoie de o cantitate mult mai mare de îmbogățire pentru a avea o șansă bună de a crea planete asemănătoare Pământului.
O istorie complexă
În general, este greșit să ne gândim la formarea stelelor ca la evenimentul rar, izolat, așa cum pare a fi astăzi, în periferia Căii Lactee, complet evoluate. Galaxia noastră, pe parcursul istoriei sale, a experimentat probabil multe evenimente care au dus la perioade susținute de formare a stelelor. Perioade care au durat atât de mult încât stelele s-au format, multe dintre ele au murit, apoi noi stele s-au format, iar și iar, în timpul aceluiași episod de formare a stelelor.
Lucrul de care putem fi siguri este că mulți dintre atomii care au format Sistemul nostru Solar nu au fost niciodată în interiorul unei singure stele. Alți atomi au făcut parte din una sau mai multe generații de stele, iar alți atomi au trecut prin câteva, posibil chiar zeci până la sute, de episoade de formare a stelelor, înainte de a se alătura împreună, la aproximativ 27.000 de ani-lumină de centrul galactic, acum 4,6 miliarde de ani, pentru a forma Soarele și Sistemul nostru Solar.
Sigur, ar putea fi mai convenabil să spunem că „suntem cel puțin o stea de a treia generație”, dar haideți să încercăm să dizolvăm mitul că „generațiile” urmează o matematică similară populațiilor stelare. Stelele de Populația III sunt prima generație de stele, stelele de Populația II se formează atâta timp cât îmbogățirea generală rămâne scăzută, stelele de Populația I se formează odată ce îmbogățirea depășește o anumită cantitate, fie că durează doar câteva sau foarte multe generații de stele pentru a ajunge acolo.
