Per astronomi, astrofisici e cosmologi, la capacità di rilevare le prime stelle formate nel nostro universo è sempre stata inaccessibile.
L'oggetto più distante mai osservato è stato MACS 1149-JD, una galassia situata a 13,2 miliardi di anni luce dalla Terra che è stata vista nell'immagine Hubble eXtreme Deep Field (XDF).
D'altra parte, fino a circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang, l'universo ha sperimentato ciò che i cosmologi chiamano le “età oscure”, quando l'universo era pieno di nuvole di gas che oscuravano la luce visibile e infrarossa.
Fortunatamente, un gruppo di ricercatori del Center for Relativistic Astrophysics presso il Georgia Institute of Technology ha recentemente condotto simulazioni che mostrano l'aspetto delle prime stelle.
Lo studio, che descrive i risultati pubblicati negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, è stato condotto da Jen Chiaki e John Wise, rispettivamente ricercatore e professore associato presso CfRA.
A loro si sono aggiunti ricercatori dell'Università di Roma, dell'Osservatorio Astronomico di Roma, dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).
Sulla base dei cicli di vita e morte delle stelle, gli astrofisici suggeriscono che le prime stelle nell'universo erano molto povere di metalli. Formate circa 100 milioni di anni dopo il Big Bang, queste stelle consistevano in una zuppa primordiale di idrogeno gassoso, elio e tracce di metalli leggeri.
Questi gas sono collassati per formare stelle 1000 volte più massicce del nostro Sole.
A causa delle loro dimensioni, le stelle furono di breve durata e probabilmente sopravvissero solo per pochi milioni di anni. Durante questo periodo, elementi nuovi e più pesanti apparvero nelle loro fornaci nucleari, che poi si dispersero mentre le stelle collassavano ed esplodevano in supernove.
Di conseguenza, la prossima generazione di stelle con elementi più pesanti conterrà carbonio, portando alla designazione di stelle potenziate dal carbonio (CEMP).
La composizione di queste stelle, che può essere vista dagli astronomi oggi, è il risultato della nucleosintesi (fusione) di elementi più pesanti della prima generazione di stelle.
Studiando come si formano queste stelle povere di metalli, gli scienziati possono trarre conclusioni su ciò che accadde nelle “ere oscure” cosmiche quando si formarono le prime stelle.
Questa esplorazione fa parte di un'area in crescita nota come “archeologia galattica”.
Proprio come gli archeologi si affidano a fossili e artefatti per saperne di più sulle società scomparse secoli o millenni fa, gli astronomi cercano antiche stelle da studiare per saperne di più su quelle che sono morte da tempo.
Il prossimo passo, hanno affermato i ricercatori, sarà quello di andare oltre le caratteristiche del carbonio delle stelle antiche e includere altri elementi più pesanti in modelli più grandi. In tal modo, gli archeologi galattici sperano di saperne di più sull'origine e sulla distribuzione della vita nel nostro universo.
