Bagaimana bisa ada 1.000 leluhur bintang di hadapan Matahari kita?

Saya telah mendengar dari beberapa sumber ^* baru-baru ini bahwa Matahari adalah bintang generasi ke-1.000, yang berarti ia memiliki seribu bintang yang datang sebelum itu berdasarkan pada kandungan unsur beratnya.

Saya mengerti bahwa supernova bintang-bintang sebelumnya menciptakan unsur-unsur yang lebih berat dan yang dimasukkan ke dalam Matahari ketika terbentuk dan kita dapat menghitung generasi berdasarkan itu.

Pertanyaan saya didasarkan pada usia alam semesta dan usia Matahari serta usia rata-rata bintang di galaksi.

Pada dasarnya, alam semesta berusia ~ 13,7 miliar tahun, matahari ~ 4,6 miliar tahun (dan memiliki ~ 5 miliar tahun kehidupan tersisa), yang berarti ia terbentuk ketika alam semesta ~ 9,1 miliar tahun.

Agar 1.000 bintang dapat hidup dalam rentang waktu itu, bintang-bintang itu harus memiliki umur rata-rata ~ 9 juta tahun (tidak termasuk waktu antar bintang). Ini sama dengan masing-masing dari seribu bintang yang memiliki massa rata-rata ~ 100-150 massa matahari sehingga hidup mereka akan cukup singkat untuk tidak melewati masa ~ 9 juta tahun itu.

Jadi pada dasarnya, ada 1.000 bintang yang hidup dan mati di hadapan Matahari kita, yang semuanya adalah monster besar. Ini semua sepertinya sangat mustahil. Bagaimana ini bisa terjadi?

^{* Acara TV, saya tidak ingat yang mana}

Matahari sebenarnya adalah bintang generasi KETIGA . Yang saya maksud dengan ini adalah bahwa ada unsur-unsur kimiawi di Matahari yang dibuat di dalam bintang lain, tetapi bintang itu sendiri hanya dapat membuat unsur-unsur itu karena memiliki bahan di dalamnya yang juga harus dibuat di dalam bintang-bintang generasi kedua sebelumnya. Akhirnya kita kembali ke bintang generasi pertama, yang lahir dari gas primordial dari big bang yang hampir tidak mengandung unsur berat (yang di luar helium) sama sekali.

Itu cukup seteguk, jadi saya jelaskan menggunakan contoh - barium.

$^1$

$^2$

Tapi tunggu dulu! Bintang sebelumnya itu pasti sudah memiliki elemen puncak-besi di interiornya untuk bertindak sebagai "benih" untuk s-proses produksi barium. Ini bukan dan tidak bisa dibuat di dalam bintang itu. Mereka pasti dibuat di bintang sebelumnya, mungkin bintang besar, yang membakar semua tahap fusi nuklir sebelum meledak sebagai supernova, melemparkan elemen-elemen berat, termasuk elemen puncak besi, ke dalam media antarbintang. Bintang sebelumnya ini juga bisa memiliki leluhurnya sendiri (kaya logam), tetapi pada saat kita kembali ke masa lalu, kita mencapai titik di mana bintang sebelumnya adalah yang pertamabintang generasi, terbuat dari gas primordial H / He, dengan hampir tidak ada unsur berat. Generasi pertama ini (alias bintang populasi III, hanya untuk membingungkan) mungkin sangat masif dan berumur pendek - beberapa juta tahun. Mereka akan lahir ketika alam semesta berumur beberapa ratus juta tahun dan kita tidak dapat melihat contohnya di Galaksi kita saat ini.

Untuk mencoba dan mendefinisikan dengan lebih tepat apa yang saya maksud dengan "generasi".

• Generasi pertama - dibuat dari bahan big bang primordial.
• Generasi kedua - bintang yang hanya terbuat dari detritus bintang-bintang generasi pertama yang sekarat, diperkaya unsur-unsur berat tetapi kurang dalam unsur proses-s primer.
• Generasi ketiga - bintang yang terbuat dari bahan yang telah diperkaya dengan unsur-unsur berat dan termasuk unsur-unsur yang diproduksi dalam proses-s di dalam bintang generasi kedua (atau ketiga) sebelumnya.

Jadi itu sebabnya saya mengklaim bahwa Matahari dapat digolongkan sebagai "bintang generasi ketiga" - mengandung atom / nukleus yang pasti berada di dalam setidaknya dua bintang sebelumnya.

Tetapi Anda tidak harus menganggapnya terlalu harfiah. Ada butiran material yang terperangkap di dalam meteorit yang terdiri dari padatan yang sudah ada di material pra-solar. Ini penting karena butir-butir ini diduga terbentuk dalam peristiwa bintang individual dan komposisi isotopnya dapat dipelajari. Ini memberi tahu kita bahwa Matahari terbentuk dari bahan yang telah berada di dalam banyak bintang berbeda dari jenis yang berbeda.

Evolusi bintang dan perhitungan nukleosintesis memberi tahu kita kisah yang sama. Sebagai contoh, sementara sebagian besar oksigen kita dibuat dalam bintang-bintang masif yang mengalami supernova inti runtuh, peristiwa semacam itu tidak menghasilkan karbon sebanyak itu. Rasio C / O memberi tahu kita bahwa sebagian besar karbon kita berasal dari angin dari bintang AGB massa menengah. Unsur-unsur berat seperti uranium dapat secara dominan diproduksi dalam tabrakan bintang neutron, tetapi yang lain seperti barium dan strontium tidak.

Rincian berapa banyak leluhur yang berkontribusi pada Matahari tidak memiliki jawaban sederhana. Sebagian besar hidrogen dan helium matahari bisa murni; beberapa akan melalui lebih dari satu bintang. Unsur yang lebih berat (batangan litium) akan melalui setidaknya satu bintang. Fakta bahwa kita memiliki elemen proses-s seperti Ba, Sr, La dan Ce, yang dibentuk oleh penangkapan neutron ke elemen puncak-besi, memberi tahu kita bahwa mereka telah melalui setidaknya dua bintang.

$10^{8}$$\sim$

Alasan Anda bingung dengan argumen seumur hidup Anda adalah bahwa Anda telah mengabaikan kemungkinan Matahari dibuat dari bintang-bintang yang hidup pada waktu yang sama di berbagai bagian Galaxy. Bahan yang mereka keluarkan di dekat akhir hidup mereka baru saja dicampuradukkan.

$^1$

$^2$$10 (M/M_{\odot})^{-5/2}$