Космічний телескоп Джеймса Вебба знайшов докази існування «монстрів-зірок», що могли створити перші гігантські чорні діри
Фото: chatgpt.com
Міжнародна команда астрономів за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) виявила хімічні сліди надзвичайно масивних первинних зірок, які могли існувати в ранньому Всесвіті після Великого вибуху. Нове дослідження пропонує можливе пояснення однієї з найбільших загадок космології — появи надмасивних чорних дір менш ніж через мільярд років після народження Всесвіту.
Протягом понад двох десятиліть астрономи намагалися зрозуміти, як такі гігантські чорні діри могли сформуватися настільки швидко. За стандартними моделями еволюції зірок звичайні світила не здатні досягти достатньої маси або розвинутися достатньо швидко, щоб утворити настільки великі чорні діри в такому короткому космічному проміжку часу.
Нові спостереження JWST вказують на існування так званих «монстрів-зірок» — надмасивних первинних світил масою від 1 000 до 10 000 мас Сонця. Це значно перевищує масу будь-яких відомих сучасних зірок. Саме вони могли швидко колапсувати та формувати великі чорні діри, які згодом ставали ядрами квазарів — одних із найяскравіших об’єктів у Всесвіті.
Хімічні сліди у далекій галактиці
Ключові докази дослідники знайшли у далекій галактиці GS 3073. Аналіз її хімічного складу показав незвичайне співвідношення азоту та кисню. Жоден відомий тип звичайних зірок не здатен створити подібний хімічний підпис.
Дослідження проводили науковці з Університету Портсмута у Великій Британії разом із Центром астрофізики Гарвард-Смітсонівського інституту у США. Вони зафіксували співвідношення азоту до кисню на рівні 0,46 — значно вище за значення, які можуть виникнути внаслідок звичайних зоряних процесів.
Читайте також: Стрибок цін на нафту: як реагують світові ринки та чого чекати Україні
За словами дослідників, подібний хімічний «відбиток» може бути пояснений лише існуванням первинних надмасивних зірок, які були у тисячі разів масивніші за Сонце.
«Наше відкриття допомагає розв’язати космічну загадку, над якою астрономи працюють понад 20 років. У галактиці GS 3073 ми отримали перші спостережні докази того, що такі монстр-зірки справді існували», — пояснив Деніел Вейлен з Інституту космології та гравітації Університету Портсмута.
За його словами, ці космічні гіганти існували дуже недовго — приблизно 250 000 років. Після короткого та надзвичайно яскравого життя вони колапсували, перетворюючись на масивні чорні діри, залишаючи хімічні сліди, які астрономи можуть виявляти навіть через мільярди років.
Як утворювався надлишок азоту
Комп’ютерні моделі показали, що в таких гігантських зорях відбувався специфічний процес синтезу елементів. У ядрі гелій перетворювався на вуглець, частина якого переміщувалася до зовнішніх шарів, де відбувався термоядерний синтез водню. Там через цикл вуглецю-азоту-кисню (CNO) утворювався азот.
Потужна конвекція всередині зорі розповсюджувала цей азот по всьому її об’єму. Згодом збагачена азотом речовина викидалася у навколишній космічний простір, змінюючи хімічний склад газу в галактиці.
Походження перших надмасивних чорних дір
Моделі також показують, що після вичерпання ядерного палива такі зорі не вибухали як наднові. Натомість вони колапсували безпосередньо в масивні чорні діри, які могли мати тисячі сонячних мас.
У центрі галактики GS 3073 астрономи також виявили активну чорну діру, що поглинає матерію. Вчені припускають, що вона може бути залишком однієї з таких первинних надмасивних зірок.
Дослідники зазначають, що подібний хімічний підпис виникає лише у зірок у вузькому діапазоні мас — приблизно від 1 000 до 10 000 сонячних мас. Менші або більші зорі не здатні створити такий надлишок азоту.
Подальші спостереження JWST можуть виявити й інші галактики з подібними хімічними аномаліями. Якщо це підтвердиться, астрономи отримають дедалі більше доказів того, що саме надмасивні первинні зорі відіграли ключову роль у формуванні перших галактик і надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
НБУ оновить правила інкасації та перевезення валютних цінностей банків
НБУ оштрафував «Акцент-Банк»: причина
Обрано нового голову Департаменту монетарної політики та економічного аналізу НБУ
За матеріалами scitechdaily.com.
Telegram
Viber
