Nowe obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba sugerują, że we wczesnym Wszechświecie mogły istnieć niezwykle masywne „potworne gwiazdy”, liczące tysiące mas Słońca. To rzadki wyjątek od reguły, według której pierwsze gwiazdy były wprawdzie masywne, ale nie aż tak ogromne, by same w sobie tłumaczyć szybkie narodziny supermasywnych czarnych dziur.
Stary problem kosmologii.
Od ponad dwóch dekad astronomowie próbują zrozumieć, jak supermasywne czarne dziury mogły powstać już w pierwszym miliardzie lat po Wielkim Wybuchu. Zwykłe scenariusze, oparte na zapadaniu się gwiazd i ich późniejszych połączeniach, wydają się zbyt wolne. Jednym z wyjaśnień jest bezpośrednie zapadanie się obłoków gazu, innym – istnienie pierwszych gwiazd o zupełnie ekstremalnych masach.
Chemiczny trop z odległej galaktyki.
Jak opisano w artykule, zespół badaczy wykorzystał Webba do analizy składu chemicznego bardzo odległej galaktyki GS 3073. Zwrócił uwagę wyjątkowo wysoki stosunek azotu do tlenu, którego nie potrafią wyjaśnić znane typy gwiazd ani wybuchy supernowych. Najprościej mówiąc, taki „odcisk palca” pasuje tylko do jednego scenariusza: istnienia pierwotnych gwiazd o masach rzędu 1000–10 000 mas Słońca.
Jak mogły działać „potworne gwiazdy”?
Modele pokazują, że tak masywne obiekty wytwarzały azot w specyficzny sposób podczas syntezy helu w swoich jądrach. Ten azot był następnie mieszany i uwalniany do otoczenia, wzbogacając gaz w całej galaktyce. Co ważne, gwiazdy w tym przedziale mas najpewniej nie kończyły życia eksplozją, lecz zapadały się bezpośrednio w masywne czarne dziury, stając się zalążkami tych obserwowanych dziś.
Dlaczego to ważne?
Jeśli te wnioski się potwierdzą, jedna klasa obiektów pomoże wyjaśnić dwa problemy naraz: chemiczne osobliwości najstarszych galaktyk oraz szybkie narodziny supermasywnych czarnych dziur. Co więcej, otwiera to nowe okno na tzw. kosmiczne ciemne wieki, okres dotąd praktycznie niedostępny obserwacyjnie. Przyszłe przeglądy nieba mogą znaleźć więcej galaktyk z podobnym „nadmiarem” azotu i pozwolić sprawdzić, czy potworne gwiazdy rzeczywiście były częścią najwcześniejszej historii Wszechświata.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Science Alert
