Wykorzystując niespotykaną czułość Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), międzynarodowy zespół astronomów natrafił na chemiczne odciski palców gigantycznych, pierwotnych gwiazd. Obiekty te, nazywane supermasywnymi gwiazdami, mogły być nawet 10 000 razy masywniejsze od naszego Słońca i stanowiły fundamenty pod budowę pierwszych galaktyk.
Zagadka gromad kulistych rozwiązana?
Od dekad astronomowie głowili się nad zagadką gromad kulistych – gęstych skupisk setek tysięcy gwiazd, które należą do najstarszych struktur we Wszechświecie. Problem polegał na tym, że gwiazdy w tych gromadach mają bardzo zróżnicowany skład chemiczny, mimo że powinny powstać z tego samego obłoku gazu w tym samym czasie.
Najnowsze dane z instrumentu NIRSpec na pokładzie Teleskopu Webba sugerują, że za to chemiczne zanieczyszczenie odpowiadają właśnie supermasywne gwiazdy.
Chemiczne odciski palców w odległej galaktyce
Zespół naukowców pod przewodnictwem prof. Corinne Charbonnel z Uniwersytetu Genewskiego skupił się na analizie światła z galaktyki GN-z11, jednej z najodleglejszych znanych nam galaktyk (widzianej taką, jaką była zaledwie 440 milionów lat po Wielkim Wybuchu).
Analiza spektroskopowa ujawniła niezwykle wysokie stężenie azotu. Według modeli astrofizycznych, tak duża ilość tego pierwiastka mogła powstać jedynie w wyniku procesów zachodzących w jądrach prawdziwych potworów – gwiazd o masach rzędu 5 000 do 10 000 mas Słońca, które płonęły bardzo jasno i krótko, kończąc swój żywot w gwałtowny sposób.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
- Zrozumienie ewolucji galaktyk: Te giganty prawdopodobnie nawoziły wczesny Wszechświat cięższymi pierwiastkami, umożliwiając powstanie kolejnych pokoleń gwiazd i planet,
- Początki czarnych dziur: Supermasywne gwiazdy mogą być ziarnami, z których wyrosły supermasywne czarne dziury rezydujące dziś w centrach niemal wszystkich galaktyk,
- Potwierdzenie teorii: Po raz pierwszy mamy dowody obserwacyjne (choć pośrednie, poprzez chemię gazu), że takie obiekty w ogóle istniały.
Co dalej?
Astronomowie planują teraz skierować JWST na inne odległe galaktyki, aby sprawdzić, czy azotowa anomalia jest powszechnym zjawiskiem we wczesnym kosmosie. Jeśli tak, będziemy musieli napisać podręczniki o ewolucji gwiazd na nowo.
Źródła:
- Universe Today: „Astronomers Find the First Compelling Evidence of 'Monster Stars’ in the Early Universe”
- NASA/ESA James Webb Space Telescope Archive
- Nature Astronomy (publikacja źródłowa)
Opracowanie: Agnieszka Nowak
