Hier een grafiek van de metaalfractie en de leeftijd van een forse groep sterren in de melkweg.
- Metallicity vs age 254 keer bekeken
De metaalfractie van de Zon is in deze (logaritmische) grafiek op 0 gesteld. Onder 0 betekent dus een lagere metallicity dan de 2% van onze Zon. Sterren van 12 miljard jaar oud bevatten gemiddeld 1/3 van deze 2% fractie metalen. Algemeen kan je dus ruwweg stellen dat hoe ouder een ster, hoe minder metalen, hetgeen gezien de evolutie van sterren logisch is.
Zou het kunnen zijn dat dergelijke 'oude' stelsels bijvoorbeeld relatief meer ijzer bevatten, en minder C,N,O?
Op basis van de huidige meetresultaten blijkt het aandeel 'alfa' elementen (heel grofweg de lichtere 'metalen') in de oude polulatie II sterren groter dan in de jonge populatie I sterren. Oude sterren bevatten dus niet alleen minder metalen, maar ook verhoudingsgewijs minder zware- zoals ijzer. De verhoudingen tezamen leiden bij deze oude sterren dus tot beduidend minder ijzer, en dus zijn de lichtere elementen in deze oude sterren oververtegenwoordigd.
De reden hiervoor zou mogelijk zijn dat de zware, kortlevende sterren eindigen in een type II supernovae en voornamelijk alfa elementen het heelal in blazen, omdat hun zware ijzerkern behouden blijft en instort tot een neutronenster.
De langer levende sterren uit de hoofdreeks eindigen echter als witte dwerg (koolstof/zuurstof). Als door kannibaliseren van materie van een andere ster een witte dwerg alsnog explodeert in een type Ia supernovae, treet een zeer heftige kortstondige productie van zware elementen rond de ijzerpiek (Fe, Ni, Co, Cu, Ti, V) op, en omdat proces zo energiek is dat de ster geheel desintegreert, wordt ook de inhoud van haar ijzerkern de ruimte in geblazen. Dus zijn het belangrijke producenten van vrij verspreide zware elementen.
Overigens is deze theorie niet zonder controverse.
Mocht het model inderdaad kloppen, dan kan je samenvattend stellen dat vroegere sterren juist minder 'metalen' en verhoudingsgewijs nog minder zware 'metalen' produceerden. En dat maakt de kennelijke ontdekking van een zware en zeer dichte Methusalemplaneet (laat ik er ook eens een buzzwoord tegenaan gooien) extra interessant.
Mogelijk is de accretieschijf onstaan in een gebied waar al veel zware elementen aanwezig waren. Het is namelijk niet zo, dat de leeftijd allesbepalend is voor de metaalfractie, want ook de locatie waar de sterren ontstaan is van invloed. In het algemeen zijn de sterren metaalrijker naarmate ze zich dichter bij het galactisch centum bevinden. Op zich is ook dit logisch, omdat het proces van stervorming daar door de relatieve dichtheid van interstellaire materie actiever is, en meer overleden sterren betekent meer metalen in de nieuwe protoplanetaire wolken.
Het verschil in de metalenfractie binnen onze melkweg wordt ondersteund door de studie van bolvormige sterrenhopen. Hoewel van ongeveer gelijke -zeer hoge- leeftijd, bestaat ongeveer 75% van de bolvormige sterrenhopen uit blauwe, metaalarme sterren en 25% uit rode sterren met een hogere metaalfractie. De laatste bevinden zich allemaal relatief dicht bij het gallactisch centrum (ruwweg binnen de baan van de Zon) terwijl de metaalarme blauwe sterrenhopen zich op grotere afstand in de halo bevinden.
