Soarele are circa 5 miliarde de ani; in Univers insa exista insa multe alte stele. Cand s-au format primele stele in Univers? Cu ajutorul observatiilor facute cu ajutorul satelitului Planck cercetatorii au ajuns la concluzia ca acestea s-au nascut cu circa 100 de milioane de ani mai tarziu decat se credea pana acum.
Universul nostru ar fi luat nastere, conform teoriei Big Bangului acum circa 14 miliarde de ani. Originea Big Bangului nu este cunoscuta; exista mai multe ipoteze, printre care: un Univers care trece ciclic de la Big Bang la Big Crunch (dupa expansiune urmand deci o perioada de contractie); Universul nostru este fiul unui alt Univers sau a coliziunii intre alte doua Universuri; Big Bangul este rezultatul unei gauri negre dintr-un alt Univers care devine o gaura alba generand Universul nostrum si multe alte ipoteze asemanatoare.
In momentul Big Bangului au luat nastere materia si intreaga energie din Univers; la inceput era o materie foarte “calda”, formata din cuarci si alte particule elementare, care, pe masura ce Universul se racea in urma expansiunii s-au “coalizat” formand particulele pe care le vedem la ora actuala organizate in cadrul structurilor din Univers: in mare parte in galaxii. Printre cele mai intens studiate obiecte din Univers se numara desigur stelele – care au avantajul de a emite lumina (radiatie electromagnetica) pe care o putem studia cu ajutorul telescoapelor noastre instalate la sol sau pe sateliti. Soarele nostru s-a format acum circa 5 miliarde de ani si la ora actuala este pe la jumatatea vietii sale. Cand insa au luat nastere primele stele in Univers? Cu alte cuvinte: cand au devenit conditiile din Univers propice pentru a permite materiei de a se organiza sub forma unei stele? Aceasta inseamna ca protonii si electronii au reusit sa se combine dand nastere atomilor neutri de hidrogen; acestia, sub influenta fortei gravitationale, s-au condensat in structuri din ce in ce mai mari care s-au “aprins” cand au ajuns la o masa critica, datorita proceselor nucleare, si au format primele stele. Cand a avut loc acest process? Rezultatele recente obtinute cu ajutorul satelitului Planck al agentiei spatiale ESA (European Space Agency), care a efectuat masuratori de mare precizie asupra radiatiei cosmice de fond (CMB) in perioada 2009-2013, au aratat cum primele stele s-ar fi format in Univers cand acesta avea circa 550 milioane de ani, cu circa 100 de milioane de ani mai mult decat se credea pana acum.
Cum anume au ajuns cercetatorii la aceasta concluzie? Aceste concluzii au rezultat in urma analizei masuratorilor radiatiei CMB , in felul urmator.
Radiatia CMB a fost emisa cand Universul avea circa 380.000 de ani, in momentul in care lumina s-a “despartit” de materie. In urma expansiunii Universului energia fotonilor scade (crescand lungimea lor de unda), si la un moment dat acesti fotoni nu mai aveau energia suficienta pentru a ioniza atomii de hidrogen care se formau atunci cand electronii intalneau protonii. Radiatia se separa deci de materie, dand nastere asa-numitei radiatii cosmice de fond (CMB) pe care o vedem astazi.
In aceasta radiatie isi lasa amprentele toate structurile si evenimentele care au avut loc de atunci incolo; inclusiv formarea primelor stele. Ceea ce cercetatorii masoara cu ajutorul instrumentlor lor, precum cele instalate pe satelitul Planck, sunt informatii precum intensitatea si polarizarea acestei radiatii.
In momentul in care au luat nastere primele stele au luat nastere inclusive noi fotoni care au ionizat gazul neutru din apropiere; acest fenomen si-a lasat amprenta asupra radiatiei de fond din Univers.
Lumina in Univers s-a aprins la circa 550 milioane de ani dupa Big Bang; atunci au luat deci nastere primele stele. Soarele nostru este dintr-o generatie succesiva. Noi insine suntem fii ai unor stele care au luat nastere si au murit inainte de formarea sistemului solar, intrucat elementele chimice din corpul nostru s-au format in procesele nucleare din stele.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro