En nyopdaget rød kæmpestjerne er et levn fra det tidlige univers - en stjerne, der kan have været blandt anden generation af stjerner, der blev dannet efter Big Bang. Beliggende i dværggalaksen Sculptor omkring 290.000 lysår væk, har stjernen en bemærkelsesværdig lignende kemisk sammensætning som Mælkevejens ældste stjerner. Dens tilstedeværelse understøtter teorien om, at vores galakse gennemgik en 'kannibal' fase, der voksede til sin nuværende størrelse ved at sluge dværggalakser og andre galaktiske byggesten.
'Denne stjerne er sandsynligvis næsten lige så gammel som universet selv,' sagde astronom Anna Frebel fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, hovedforfatter af Nature-avisen, der rapporterer fundet.
Dværggalakser er små galakser med kun et par milliarder stjerner sammenlignet med hundreder af milliarder i Mælkevejen. I 'bottom-up-modellen' af galaksedannelse nåede store galakser deres størrelse over
milliarder af år ved at absorbere deres mindre naboer.
'Hvis du så en time-lapse-film af vores galakse, ville du se en sværm af dværggalakser svirre rundt om den som bier omkring en bikube,' forklarede Frebel. 'Med tiden knuste disse galakser sammen og blandede deres stjerner for at lave en stor galakse - Mælkevejen.'
Hvis dværggalakser virkelig er byggestenene i større galakser, så bør de samme slags stjerner findes i begge slags galakser, især i tilfælde af gamle, 'metalfattige' stjerner. For astronomer er 'metaller' kemiske grundstoffer, der er tungere end brint eller helium. Fordi de er produkter af stjernernes udvikling, var metaller sjældne i det tidlige univers, og så gamle stjerner har en tendens til at være metalfattige.
Gamle stjerner i Mælkevejens glorie kan være ekstremt metalfattige, med metaloverflod 100.000 gange fattigere end i Solen, som er en typisk yngre, metalrig stjerne. Det har undersøgelser gennem det seneste årti
Det lykkedes dog ikke at vise sådanne ekstremt metalfattige stjerner i dværggalakser.
'Mælkevejen så ud til at have stjerner, der var meget mere primitive end nogen af stjernerne i nogen af dværggalakserne,' siger medforfatter Josh Simon fra Observatories of the Carnegie Institution. 'Hvis dværg
galakser var de oprindelige komponenter i Mælkevejen, så det er svært at forstå, hvorfor de ikke ville have lignende stjerner.'
Holdet havde mistanke om, at metoderne, der blev brugt til at finde metalfattige stjerner i dværggalakser, var skæve på en måde, der fik undersøgelserne til at gå glip af de mest metalfattige stjerner. Teammedlem Evan Kirby, en Caltech
astronom, udviklede en metode til at estimere metaloverflod af et stort antal stjerner ad gangen, hvilket gør det muligt effektivt at søge efter de mest metalfattige stjerner i dværggalakser.
'Dette var sværere end at finde en nål i en høstak. Vi skulle finde en nål i en stak nåle,” sagde Kirby. 'Vi sorterede gennem hundredvis af kandidater for at finde vores mål.'
Blandt stjerner, han fandt i Sculptor-dværggalaksen, var en svag pletter af 18. størrelsesorden betegnet S1020549. Spektroskopiske målinger af stjernens lys med Carnegies Magellan-Clay-teleskop i Las Campanas, Chile, bestemte, at den havde en metaloverflod 6.000 gange lavere end Solens; dette er fem gange lavere end nogen anden stjerne, der hidtil er fundet i en dværggalakse.
Forskerne målte S1020549's samlede metaloverflod fra elementer som magnesium, calcium, titanium og jern. Det overordnede overflodsmønster ligner dem for gamle Mælkevejsstjerner, hvilket giver den første observationsstøtte til ideen om, at disse galaktiske stjerner oprindeligt blev dannet i dværggalakser.
Forskerne forventer, at yderligere søgninger vil opdage yderligere metalfattige stjerner i dværggalakser, selvom stjernernes afstand og svaghed udgør en udfordring for nuværende optiske teleskoper. Den næste generation af ekstremt store optiske teleskoper, såsom det foreslåede 24,5 meter store Magellan-teleskop, udstyret med højopløsningsspektrografer, vil åbne et nyt vindue til at studere væksten af galakser gennem deres stjerners kemi.
I mellemtiden, siger Simon, markerer den ekstremt lave metaloverflod i S1020549-undersøgelsen et væsentligt skridt i retning af at forstå, hvordan vores galakse blev samlet. 'Den oprindelige idé, at haloen af Milky
Way blev dannet ved at ødelægge en masse dværggalakser, ser faktisk ud til at være korrekt.'
