Dahulu kala, miliaran tahun yang lalu, alam semesta diselimuti kegelapan. Baru setelah bintang-bintang pertama mulai bersinar,ruang angkasa menjadi transparan dan cahaya mengalir.

Hal yang menarik, tidak satu pun dari bintang-bintang pertama itu,yang dikenal sebagai Populasi III, yang pernah ditemukan.

Sekarang, para astronom telah mengidentifikasi hal terbaik berikutnya: Sebuah bintang yang sangat miskin unsur kimia sehingga pasti terbentuk tak lama setelah generasi yang mengubah alam semesta itu.

Bintang-bintang seperti ini dikenal sebagai bintang Populasi II, dan merekasangat langka. Bintang yang miskin unsur ini, bernama PicII-503, sangat menggembirakan – ini adalah bintang dengan kadar besi paling rendah yang pernah ditemukandi luar Bima Sakti, di sebuah galaksi kerdil purba yang berusia lebih dari 10 miliar tahun.

“Menemukan sebuah bintang yang secara jelas menyimpan logam berat dari bintang-bintang pertama berada di batas kemungkinan yang kami perkirakan, mengingat kelangkaan ekstrem objek-objek ini,”kata astrofisikawan Anirudh Chiti dari Universitas Stanford.

“Dengan kelimpahan besi terendah yang pernah dihitung pada galaksi kerdil ultra-redup mana pun, PicII-503 memberikan jendela ke produksi unsur awal dalam sebuah sistem primordial yang belum pernah ada sebelumnya.”

Alam semesta tidak memiliki pusat, jadi jika bintang-bintang pertama di alam semesta masih ada, mereka akan tersebar cukup merata di seluruh ruang waktu.

Namun, para ilmuwan berpikir bahwa bintang Populasi III jauhlebih besar massanya dibandingkan bintang mana pun yang ada saat ini, dan karenanya memiliki umur yang sangat singkat.

Sekarang, hal menarik tentang bintang adalah bahwa ketika alam semesta baru lahir, tidak banyak variasi dalam material pembentuk bintang yang tersedia. Praktis hanya ada hidrogen dan helium.

Namun, begitu bintang-bintang muncul, mereka mulaimenumbuk atom bersama-sama di inti mereka untuk menciptakan unsur seberat besi.

Ketika bintang kehabisan bahan fusi, mereka akan meledak spektakuler, melepaskan dan menyemprotkan semua unsur hasil fusi itu ke luar angkasa. Ledakan supernova, selain itu, adalah tungku dahsyat di manaunsur-unsur yang lebih berat dari besi terbentuk.

Unsur-unsur yang lebih berat ini – yang disebut astronom sebagai ‘logam’ – kemudian bercampur ke dalam gas yang akan membentuk generasi bintang berikutnya, dan seterusnya. Semakin muda sebuah bintang, semakin tinggi kandungan logamnya. Sebaliknya,semakin tua sebuah bintang, semakin sedikit logam yang dimilikinya.

PicII-503 adalah sebuah bintang yang terletak sekitar 150.000 tahun cahaya, di galaksi kerdil kecil dan redup yang mengorbit Bima Sakti bernama Pictor II. Pictor II adalah apa yang dikenal sebagaigalaksi fosil – semua bintang di dalamnya sangat tua, dan tidak mengalami pembentukan bintang baru atau menyerap bintang baru selama miliaran tahun.

Ini menjadikannya tempat yang sangat baik untuk mencari bintang yang mungkin terbentuk dari sisa-sisa bintang Populasi III, seperti yang dilakukan Chiti dan rekan-rekannya.

Mereka menggunakan data dari Survei Mapping the Ancient Galaxy in CaHK (MAGIC), yang dikumpulkan menggunakan KameraEnergi Gelap pada Teleskop Víctor M. Blanco 4-m dari US National Science Foundation, untuk mencari bintang dengan kelimpahan logam yang sangat rendah.

PicII-503 menonjol. Berdasarkan analisis spektrumnya, bintang ini memiliki sekitar 43.000 kali lebih sedikit besi daripada Matahari, dan sekitar 160.000 kali lebih sedikit kalsium. Namun, kelimpahan karbonnya sangat besar – sekitar 3.000 kali lebih tinggi relatif terhadap unsur-unsur tersebut.

Kelimpahan logam beratnya begitu rendah sehingga para peneliti mengatakan bintang ini paling sesuai dengan pemahaman kita tentang alam semesta jika ia adalah bintang Populasi II. Ini menunjukkan bahwa bintang tersebut terbentuk dari gas yang diperkaya oleh bintang-bintang pertama.

Ketidakseimbangan itu adalah sebuah petunjuk: Ini menunjukkan bintang tersebut terbentuk dari puing-puing supernova yang tidak biasa redupnya, di mana unsur-unsur lebih berat seperti besi dan kalsium jatuh kembali ke dalam sementara unsur-unsur lebih ringan seperti karbon lolos.

Terkait: Kita Mungkin Akhirnya Melihat Bintang-Bintang Pertama di Alam Semesta

Jika supernova itu berenergi lebih tinggi, unsur-unsur akan terlontar dengan kecepatan lebih tinggi dari kecepatan lepas untuk galaksi sekecil Pictor II, dan PicII-503 tidak akan bisa terbentuk.

Ini juga bisa memberi tahu kita sesuatu tentang bintang-bintang purba yang tersembunyi dihalo galaksi kita sendiri. Bima Sakti telahmenyerap banyak galaksi yang lebih kecil selama masa hidupnya, danmasih melakukannya. Pada akhirnya, Pictor II mungkin akan menimpa nasib yang sama.

“Yang paling membuat saya bersemangat adalah kami telah mengamati sebuah hasil dari produksi unsur awal dalam sebuah galaksi primordial, yang merupakan observasi fundamental!”kata Chiti.

“Ini juga dengan jelas terhubung dengan tanda yang telah kami lihat pada bintang-bintang halo Bima Sakti dengan metalisitas terendah, menghubungkan asal-usul mereka dan sifat bintang-bintang ini yang diperkaya oleh bintang-bintang pertama.”

Penelitian ini telah dipublikasikan diNature Astronomy.