Tim astronoma koji koristi Džejms Veb otkrio je neuobičajen odnos azota i kiseonika (N/O = 0,46) u galaksiji GS 3073, što ukazuje na postojanje vrlo masivnih primordijalnih zvezda mase 1.000–10.000 Sunčevih masa. Modeli objašnjavaju kako unutrašnji mehanizmi ovih zvezda mogu stvoriti višak azota i kako one direktno kolabiraju u velike crne rupe. Ove „dinosaurske“ zvezde mogle su da pospeše formiranje ranih supermasivnih crnih rupa.
JWST Otkriva Prve Tragove „Dinosaurskih“ Zvezda U Ranom Svemiru
An illustration of a monster star in the early universe. | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Korišćenjem svemirskog teleskopa Džejms Veb (JWST), tim astronoma otkrio je hemijski trag u galaksiji GS 3073 koji može ukazivati na postojanje izuzetno masivnih primordijalnih zvezda — popularno nazvanih „dinosaurske“ zvezde. Galaksija je udaljena oko 12,7 milijardi svetlosnih godina i posmatrana je kakva je bila približno 1,1 milijardu godina posle Velikog praska.
Ključni dokaz je izuzetno visok odnos azota i kiseonika (N/O = 0,46) u GS 3073, vrednost koju standardni modeli zvezda i uobičajene supernove ne mogu da objasne.
„Naše najnovije otkriće pomaže da se reši dvadesetogodišnja kosmička zagonetka. Sa GS 3073 imamo prve opservacione dokaze da su ove monstruozne zvezde postojale“, rekao je Daniel Whalen sa Univerziteta u Portsmouthu.
Analiza koju je vodio tim, uz doprinos Devesha Nandala (CfA, Harvard & Smithsonian), pokazuje da jedini poznati izvor koji odgovara hemijskom potpisu u GS 3073 jesu primordijalne zvezde sa masama u opsegu 1.000–10.000 puta većim od Sunca. Autori su simulirali evoluciju takvih zvezda kako bi utvrdili koji procesi proizvode obilje azota.
Kako su ove zvezde mogle stvoriti višak azota?
Modeli pokazuju specifičan unutrašnji mehanizam: u jezgru se sagoreva helijum i stvara ugljenik, koji zatim dospeva u slojeve gde sagoreva vodonik. Fuzija ugljenika i vodonika generiše azot, dok konvekcija i masovni gubici materije izbacuju azotom bogat gas u okolni međuzvezdani medij. Ovaj proces, vođen tokom miliona godina, mogao je dovesti do posmatranog N/O odnosa u GS 3073.
A diagram showing how the first stars enriched the chemistry of their galaxies | Credit: University of Portsmouth
Životni vek i sudbina „dinosaurskih“ zvezda
Prema modelima, takve zvezde su imale veoma kratak životni vek — reda veličine ~250.000 godina — a na kraju bi direktno kolabirale u masivne crne rupe bez snažnih supernova. Nedostatak eksplozije omogućava tim crnim rupama da zadrže veliku početnu masu (hiljade Sunčevih masa), što može značajno ubrzati formiranje supermasivnih crnih rupa primećenih u ranim galaksijama.
U centru GS 3073 već postoji aktivna supermasivna crna rupa, što je u skladu sa hipotezom da spajanja crnih rupa poreklom iz ovako masivnih primordijalnih zvezda mogu da posluže kao seme za brzi rast supermasivnih objekata.
Tim planira dalje pretrage ranih galaksija bogatih azotom kako bi potvrdio da li je ovaj hemijski potpis u GS 3073 jedinstven slučaj ili deo šire pojave u ranim epochama univerzuma.
Rad je objavljen u novembru u časopisu The Astrophysical Journal Letters.
Pomozite nam da budemo bolji.
