เครดิตรูปภาพ: Harvard CfA
การคำนวณใหม่โดยนักดาราศาสตร์ของฮาร์วาร์ดทำนายว่าดวงดาว“ ดวงอาทิตย์” ดวงแรกในเอกภพนั้นเป็นคนเดียว ไร้ดาวเคราะห์หรือชีวิต หลังจากพวกมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาและเพาะเมล็ดจักรวาลด้วยวัสดุที่หนักกว่าดาวดวงอื่น ๆ ก็ก่อตัวขึ้นในเรือนเพาะชำที่เป็นตัวเอก ดาวฤกษ์รุ่นต่อไปน่าจะมีมวลและองค์ประกอบคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ของเรา แต่มีแร่ธาตุไม่เพียงพอที่จะสร้างดาวเคราะห์หินเช่นเดียวกับโลก มันต้องใช้เวลาสืบเนื่องกันมาของซุปเปอร์โนวาก่อนที่จะมีวัสดุหนักมากพอที่ดาวเคราะห์สามารถก่อตัวได้ - อาจเป็น 500 ล้านถึง 2 พันล้านปีหลังจากบิกแบง
สำหรับคนส่วนใหญ่วลี“ ดาวคล้ายดวงอาทิตย์” เรียกร้องให้นึกถึงภาพของดาวสีเหลืองที่อบอุ่นและเป็นมิตรพร้อมกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ที่มีความสามารถในการบำรุงชีวิต แต่การคำนวณใหม่โดยนักดาราศาสตร์ของ Harvard Volker Bromm และ Abraham Loeb (ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน) ซึ่งประกาศในวันนี้ในการประชุมที่ 203 ของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในแอตแลนต้าแสดงให้เห็นว่า จักรวาลไร้ดาวเคราะห์หรือชีวิต
“ หน้าต่างเพื่อชีวิตเปิดบางช่วงระหว่าง 500 ล้านถึง 2 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง” Loeb กล่าว “ หลายพันล้านปีมาแล้วดาวมวลต่ำดวงแรกเป็นสถานที่โดดเดี่ยว เหตุผลสำหรับความเหงาอ่อนเยาว์นั้นฝังอยู่ในประวัติศาสตร์ของจักรวาลของเรา”
แรกเริ่ม
ดาวรุ่นแรก ๆ ไม่เหมือนดวงอาทิตย์ของเราเลย พวกมันเป็นดาวฤกษ์สีขาวร้อนมากซึ่งมีอายุสั้นมาก การเผาไหม้เพียงไม่กี่ล้านปีพวกมันยุบตัวและระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาที่ยอดเยี่ยม ดาวดวงแรกเหล่านั้นเริ่มกระบวนการเพาะในเอกภพโดยกระจายองค์ประกอบที่สำคัญเช่นคาร์บอนและออกซิเจนซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยการสร้างดาวเคราะห์
“ ก่อนหน้านี้กับ Lars Hernquist และ Naoki Yoshida (ที่ CfA) ฉันได้จำลองการระเบิดซูเปอร์โนวาครั้งแรกเพื่อคำนวณวิวัฒนาการของพวกเขาและองค์ประกอบที่หนัก (ธาตุที่หนักกว่าไฮโดรเจนหรือฮีเลียม) ที่พวกมันสร้างขึ้นมา” Bromm กล่าว “ ตอนนี้ในงานนี้ Avi Loeb และฉันได้พิจารณาแล้วว่าซูเปอร์โนวารุ่นแรกเดียวสามารถสร้างองค์ประกอบที่หนักพอที่จะทำให้ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์แรกก่อตัวขึ้นได้”
Bromm และ Loeb แสดงให้เห็นว่าดาวรุ่นที่สองจำนวนมากมีขนาดมวลและอุณหภูมิจึงคล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรา คุณสมบัติเหล่านั้นเป็นผลมาจากอิทธิพลของความเย็นของคาร์บอนและออกซิเจนเมื่อดาวก่อตัว แม้แต่ความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบต่ำที่สุดเท่าที่หนึ่งหมื่นหนึ่งพันที่พบในดวงอาทิตย์พิสูจน์แล้วว่าเพียงพอที่จะทำให้เกิดดาวมวลน้อยที่มีมวลน้อยเช่นดวงอาทิตย์ของเรา
แต่ความอุดมสมบูรณ์ที่ต่ำเหล่านั้นไม่อนุญาตให้ดาวเคราะห์หินก่อตัวขึ้นรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์แรกเนื่องจากการขาดวัตถุดิบ มีเพียงดาวรุ่นต่อไปที่อาศัยอยู่ตายและเสริมดวงกลางระหว่างดวงดาวด้วยธาตุหนักทำให้ดาวเคราะห์และชีวิตกลายเป็นสิ่งมีชีวิตได้
“ ชีวิตคือปรากฏการณ์ล่าสุด” Loeb กล่าวอย่างแจ่มแจ้ง “ เรารู้ว่าต้องใช้การระเบิดของซูเปอร์โนวาจำนวนมากเพื่อสร้างธาตุหนักทั้งหมดที่เราพบที่นี่บนโลกและในดวงอาทิตย์และร่างกายของเรา”
หลักฐานเชิงสังเกตการณ์ล่าสุดยืนยันการค้นพบของพวกเขา การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จักกันพบว่ามีความสัมพันธ์กันอย่างมากระหว่างการปรากฏตัวของดาวเคราะห์และความหนาแน่นของธาตุหนัก ("โลหะ") ในดาวฤกษ์ของพวกมัน นั่นคือดาวฤกษ์ที่มีความเป็นโลหะสูงกว่าและองค์ประกอบที่หนักกว่ามีแนวโน้มที่จะมีดาวเคราะห์มากขึ้น ในทางกลับกันความเป็นโลหะของดาวฤกษ์ที่ต่ำกว่าก็มีโอกาสน้อยที่จะมีดาวเคราะห์
“ ตอนนี้เราเพิ่งเริ่มต้นตรวจสอบเกณฑ์ความเป็นโลหะสำหรับการก่อตัวดาวเคราะห์ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะบอกว่าเมื่อใดที่เปิดหน้าต่างสู่ชีวิต แต่ชัดเจนว่าเราโชคดีที่ความเป็นโลหะของสสารที่เกิดจากระบบสุริยะของเรานั้นสูงพอที่โลกจะก่อตัวได้” Bromm กล่าว “ เราเป็นหนี้การดำรงอยู่ของเราในแบบที่ตรงกับดาวทุกดวงที่ชีวิตและความตายนำหน้าการก่อตัวของดวงอาทิตย์ของเรา และกระบวนการนี้เริ่มต้นหลังจากบิ๊กแบงกับดาวดวงแรก เมื่อเอกภพวิวัฒนาการขึ้นมันก็ค่อยๆสร้างองค์ประกอบที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับดาวเคราะห์และสิ่งมีชีวิต ดังนั้นวิวัฒนาการของจักรวาลจึงเป็นกระบวนการทีละขั้นตอนซึ่งส่งผลให้ดาว G-2 ที่เสถียรสามารถดำรงชีวิตได้ ดาวที่เราเรียกว่าดวงอาทิตย์”
แหล่งที่มาเดิม: ข่าวจาก Harvard CfA
