✨Quần thể sao

Trong thiên văn học, quần thể sao (stellar population) đề cập đến một tập hợp con của các ngôi sao trong một thiên hà có độ kim loại gần giống nhau (và do đó có tuổi gần bằng nhau).

Năm 1944, nhà thiên văn Walter Baade đã phân loại các tập hợp sao trong dải Ngân Hà vào các quần thể. Trong tóm lược bài luận án bởi chính Baade, ông đã công nhận rằng Jan Oort đã nghĩ ra đầu tiên về kiểu phân loại vào năm 1926:

Theo định nghĩa, mỗi nhóm quần thể sao cho thấy chiều hướng mà thành phần kim loại giảm thể hiện số tuổi sao tăng. Do đó, những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ (với thành phần kim loại rất thấp) được cho vào quần thể III, các sao già sau đó (độ kim loại thấp) thuộc quần thể II, và các sao mới nhất (độ kim loại cao) thuộc vào quần thể I.

Phát triển của các sao

Quan sát phổ sao cho thấy rằng các sao tuổi già hơn Mặt Trời có ít nguyên tố nặng hơn so với Mặt Trời. Các nhà khoa học đã tìm ra bằng chứng của một ngôi sao cực nhỏ và nghèo kim loại, nhỏ hơn một ít so với Mặt Trời, được tìm thấy trong một hệ sao đôi thuộc vùng nhánh xoắn ốc của Ngân Hà. Khám phá này mở ra khả năng quan sát thấy các sao thậm chí già hơn.

Các sao khối lượng quá lớn để sinh ra các siêu tân tinh bất ổn định cặp có thể sẽ co lại và trở thành các lỗ đen bằng một quá trình được gọi là quang phân rã. Ở đây một số vật chất có thể thoát ra trong quá trình này dưới dạng các tia hay dòng phun tương đối tính, và hiện tượng này có thể đã phân bố các kim loại đầu tiên vào không gian của vũ trụ.

Sự hình thành của các sao quan sát được

Các sao quan sát được đầu tiên,

Một đặc tính của các sao quần thể II là mặc dù độ kim loại của chúng nói chung là thấp hơn, chúng thường có tỉ số các "nguyên tố alpha" (các nguyên tố được tạo ra bởi các quá trình alpha, chẳng hạn O and Ne) so với Fe lớn hơn so với các sao quần thể I; lý thuyết hiện tại gợi ý rằng đây là kết quả của các siêu tân tinh loại II đã đóng góp đáng kể hơn vào môi trường liên sao tại thời điểm hình thành của chúng, trong khi sự làm giàu kim loại đến từ các siêu tân tinh loại Ia xảy ra tại một giai đoạn sau của sự phát triển của vũ trụ.

Các sao quần thể III

phải|nhỏ|Nền sáng có khả năng là của các sao quần thể III, ảnh chụp bởi [[Kính viễn vọng Không gian Spitzer của NASA]] phải|nhỏ|Hình ảnh mô phỏng đồ họa về các sao đầu tiên, khoảng 400 triệu năm sau [[Vụ Nổ Lớn|Big Bang]] Các sao quần thể III là một quần thể giả thuyết gồm các sao khối lượng cực kỳ lớn, cực kỳ sáng và nóng với độ kim loại gần bằng 0, ngoại trừ khả năng vật chất phun trộn lẫn nhau từ các siêu tân tinh quần thể III khác gần đó. Các sao này có khả năng là đã xuất hiện trong vũ trụ từ rất sớm (tức là với độ dịch chuyển đỏ lớn) và có thể đã bắt đầu sự sản sinh ra các nguyên tố hóa học nặng hơn hydro, cần thiết cho sự hình thành sau này của các hành tinh và sự sống mà chúng ta biết.

Sự tồn tại của các sao quần thể III được suy ra từ lý thuyết vũ trụ học vật lý, nhưng chúng vẫn chưa được quan sát trực tiếp. Bằng chứng gián tiếp cho sự tồn tại của chúng đã được phát hiện trong một thiên hà bị thấu kính hấp dẫn trong một vùng quá khứ rất xa của vũ trụ. Sự tồn tại của chúng có thể giải thích cho các nguyên tố nặng – không thể đã được tạo ra ở thời điểm Big Bang – được quan sát trong phổ phát xạ của quasar. Chúng cũng đã được cho là thành phần của các thiên hà xanh mờ nhạt. Các sao này có thể đã kích thích giai đoạn tái ion hóa của vũ trụ, một giai đoạn chuyển pha quan trọng của khí hydro cấu tạo nên phần lớn môi trường liên sao. Các quan sát của thiên hà UDFy-38135539 gợi ý rằng nó có thể đã đóng một vai trò trong quá trình tái ion hóa này. ESO đã phát hiện ra một khối sáng gồm các sao quần thể sớm trong thiên hà rất sáng Cosmos Redshift 7 từ giai đoạn tái ion hóa khoảng gần 800 triệu năm sau Big Bang, tại mức dịch chuyển đỏ . Phần còn lại của thiên hà này có một số sao quần thể II đỏ và muộn hơn. Một số giả thuyết nêu quan điểm rằng đã có hai thế hệ sao quần thể III.

Phát hiện ra các sao quần thể III là một mục tiêu của Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA. Các khảo sát quang phổ mới đây, chẳng hạn SEGUE hay SDSS-II, cũng có thể định vị các sao quần thể III.