Stanislaw Halas 1, Tomasz Durakiewicz 2 1 Institut Fisika, Maria Curie-Sklodowska, Lublin, Polandia 2 Los Alamos National Laboratory, MPA-CMMS Group, Los Alamos, USA

Pada makalah menceritakan tentang bagaimana bintang deret utama memiliki kemiripan komposisinya. Komposisi kimia dari bintang terkait dengan perkembangan evolusi bintang. Bintang lahir dari berbagai ukuran nebula antarbintang dan mati sebagai katai putih, bintang neutron atau lubang hitam. Selama tahap evolusi terbaru sebuah pecahan yang signifikan dari massa bintang ditolak kembali ke ruang angkasa, yang memperkaya sumber dari materi antar bintang.

Menurut ide-ide dari nukleosintesis [1,2] bintang muda harus lebih diperkaya dengan “logam”, yaitu unsur yang lebih berat daripada Helium. Namun, banyak logam yang diamati dari urutan bintang utama dalam cluster termuda dan bintang-bintang di gugus bola tertua nampak sangat mirip. Bintang dan cluster di galaksi kita menunjukkan kelebihan logam bahkan dalam rentang usia 5–9 miliar tahun (Giga-annum)[3]. Selain itu, garis-garis K dan H dari kalsium terionisasi yang paling menonjol pada galaksi yang paling jauh dan garis-garis logam ini digunakan oleh Edwin P. Hubble untuk mengevaluasi pergeseran merahnya.

Tujuan makalah ini adalah untuk menjelaskan paradoks atas dasar kriteria Jeans [4]. Untuk penjelasannya kita akan kembali ke tahap awal formasi bintang, yaitu kontraksi gravitasi dari nebula gas yang cukup besar.

Ini bukan tujuan bagian ini untuk mengulangi model suhu dan kepadatan evolusi alam semesta dari saat satu miliar tahun yang lalu (1 Ga) ke Big Bang (~ 14 Ga sebelum sekarang). Literatur tentang materi ini sudah banyak ada, lihat misalnya [6] dan referensi di dalamnya. Kembali ke waktu ini, dengan mengamati lebih dan benda yang lebih jauh, satu catatan bahwa pada waktu tertentu kuasi super-giant objek bintang (quasar) terbentuk sebelum bintang.

Dalam rangka untuk mendapatkan Pers. (4) massa tunggal galaksi (10 10 M ) bukan bintang tunggal, ekspresi T 3/2 n -1/2 harus mencapai nilai urutan 10 9. Ini mengimplikasikan suhu yang seharusnya setidaknya 10 K. Pada sebagaimana materi bersuhu tinggi tidak akan hanya benar-benar terionisasi, tetapi terjadi siklus termonuklir p-p, yang mungkin mencegah gravitasi kontraksi dari nebula, dengan mengabaikan ukurannya. Kesimpulannya, massa awal quasar lebih rendah dari massa galaksi tertentu. Jika mereka benar-benar dicapai massa besar, pasti karena akresi berikutnya.

Pada suhu di bawah 10 4 K (k B T = 1 eV) atom hydrogen sebagian besar adalah netral dan objek bintang kuasi terbentuk pada saat itu dapat mencapai10 6 M . Benda-benda yang sangat eksplosif mnginjeksi unsur-unsur membentuk berat baru dengan materi hidrogen primordial. Untuk alasan ini bahkan bintang-bintang tertua yang ada sekarang digugus bola terbentuk dari hidrogen diperkaya “Logam” yang dihasilkan pada tahap awal keberadaan alam semesta.

Kesimpulan

Sebuah diskusi kritis kriteria Jeans untuk gravitasi kontraksi dari nebula gas mengarah pada kesimpulan bahwa fraksi utama “logam” dibentuk pada tahap sangat awal dari evolusi alam semesta. Ini menjawab pertanyaan yang judul tulisan yang dibesarkan di atas.

Selain itu, kriteria Jeans mengarah ke estimasi yang reabilitas dari batas atas massa awal quasar. Quasar tidak dapat mencapai massa dari galaksi yang khas (10 10 M ), tetapi kemungkinan besar mereka terbentuk pada suhu di bawah 10 4 K dan massa awal mereka tidak melebihi 10 6 M . Jika mereka mencapai massa yang lebih besar, pasti hasil dari proses akresi berikutnya.