13 440 miljoonaa vuotta – 13,4 kilometriä

Ensimmäiset Populaatio III:n tähdet syntyvät. Ne ovat isoja, painavia, kirkkaita ja lyhytikäisiä. Niissä on ainoastaan vetyä, heliumia ja hiukan litiumia. Muita alkuaineita alkaa syntyä tähtien sisäosien fuusioydinreaktioissa ja niiden räjähtäessä super- tai hypernovina.

Kuva: M. Kornmesser | ESO

Ensimmäiset Populaatio III:n tähdet syntyvät. Aivan tarkkaa ensimmäisten tähtien syntyajankohtaa ei tiedetä, koska niitä ei ole varmuudella vielä havaittu. Ne ovat isoja, painavia, kirkkaita ja lyhytikäisiä. Niissä on ainoastaan vetyä, heliumia ja litiumia. Muita alkuaineita syntyy tähtien sisäosien fuusioreaktioissa ja niiden räjähtäessä super- tai hypernovina. Räjähtäessään suuret tähdet levittävät sisältönsä seuraavien tähtisukupolvien käyttöön. Pieniä tähtiä saattaa myös syntyä. Nämä voivat olla edelleen joukossamme muiden nuorempien tähtien seassa.

Mikä on tähti?
Lähin tähtemme on Aurinko. Tähtien sisällä tapahtuu fuusioreaktioita. Tähti on tasapainossa siten, että sen sisältä ulospäin suuntautuva säteilypaine on tasapainossa tähteä kasaan painavan vetovoiman kanssa. Mikäli tasapaino järkkyy voi tähti sykkiä, romahtaa tai räjähtää.

Fuusioreaktio
Fuusio on prosessi, jossa atomeita yhdistyy raskaammaksi atomiksi ja samalla vapautuu energiaa. Tähtien sisällä tämä yleensä tarkoittaa sitä, että neljä vetyatomia yhdistyy välivaiheiden kautta heliumatomiksi. Hiiltä syntyy, kun kolme heliumatomia törmää samanaikaisesti toisiinsa. Vaikkei kyse ole varsinaisesta polttamisesta, niin usein puhutaan siitä, että tähti ‘polttaa’ vetyä heliumiksi.

Mikä on tähtipopulaatio?
Tähtitieteessä tähdet luokitellaan populaatioihin. Suurin osa tähdistä kuuluu populaatioihin I ja II. Walter Baade nimesi nämä molemmat vuonna 1944 julkaistussa tutkimuksessa, jossa hän vertasi avoimien ja pallomaisten tähtijoukkojen tähtiä. Myöhemmin osoittautui, että populaation I tähdet ovat nuoria ja metallirikkaita ja populaation II tähdet ovat vanhempia metalliköyhiä tähtiä.

Tähtitieteen termistössä metalleiksi kutsutaan hieman hämäävästi kaikkia heliumia raskaampia alkuaineita. Nykyisin populaatioluokittelua käytetään myös ikäindikaattorina. On siis luonnollista, että vanhimpia eli ensimmäisiä tähtiä kutsutaan tällöin populaation III tähdiksi.

Supernova
Tähden ikääntyessä tähdestä loppuu vety. Se ei kuitenkaan heti tarkoita sitä, että tähden elämä päättyy siihen. Tähdet jatkavat muiden alkuaineiden, kuten heliumin, hiilen ja hapen fuusiota. Kun ison tähden keskiosa on muuttunut raudaksi, se ei pysty muodostamaan raskaampia aineita. Tähden sisäinen säteilypaine lakkaa. Se romahtaa, mistä seuraa niin voimakas vastapotku, että tähti räjähtää supernovana. Se loistaa hetken kirkkaampana kuin sen oman galaksin kaikki muut tähdet yhteensä. Hypernova on supernova, jossa räjähtävän tähden massa on yli 100 kertaa Auringon massa. Pienet, auringonkaltaiset tähdet eivät räjähdä supernovina vaan muuttuvat lopuksi valkoisiksi ja mustiksi kääpiöiksi.