Naučnici su pomoću teleskopa James Webb otkrili prvi neposredni opservacioni dokaz da su u zoru univerzuma postojale izuzetno masivne zvezde, 1.000–10.000× mase Sunca. Posmatranje galaksije GS 3073 (≈12 milijardi svetlosnih godina) pokazalo je povišen odnos azota prema kiseoniku, što odgovara hemijskom potpisu ovih zvezda. Simulacije objašnjavaju formiranje azota i direktan kolaps takvih zvezda u supermasivne crne rupe bez supernove, osvetljavajući "Kosmičko tamno doba".
Prvi Dokazi o „Monstruoznim“ Zvezdama: Kako Su Nastale Rane Supermasivne Crne Rupe
Lead image: Nandal et al
Postanak supermasivnih crnih rupa u ranim epohama univerzuma dugo je zagonetka. Kao što je Ernest Hemingway napisao za bankrot: „Prvo se dešava postepeno, pa onda sve odjednom“ — ista metafora dobro opisuje životni put zvezdanih giganata čije je postojanje sada dobilo prvi neposredan opservacioni trag.
Naučnici koji su analizirali podatke sa Svemirskog teleskopa James Webb otkrili su u galaksiji GS 3073 (udaljenoj oko 12 milijardi svetlosnih godina) neuobičajeno visok odnos azota prema kiseoniku. Taj hemijski otisak, kažu autori rada objavljenog u Astrophysical Journal Letters, odgovara predviđanjima za vrlo masivne „progenitorske“ zvezde — između 1.000 i 10.000 puta mase Sunca.
„Ovi kosmički divovi kratko su sjali pre nego što su se urušili u masivne crne rupe, ostavljajući hemijske otiske koje možemo detektovati milijardama godina kasnije,“ rekao je koautor Daniel Whalen (Univerzitet u Portsmouthu). „Pomalo kao dinosauri na Zemlji — bili su ogromni i primitivni.“
Tim je kombinovao posmatranja i detaljne računarske simulacije da bi objasnio nastanak pomenutog hemijskog potpisa. U modelu, jezgro ovih supermasivnih zvezda prvo sagoreva helijum i proizvodi ugljenik. Ugljenik zatim curi u spoljnji omotač gde sagoreva vodonik; tamo se formira azot koji konvekcijom kruži kroz zvezdu i na kraju se izbacuje u međuzvezdani prostor. Povećan odnos azota prema kiseoniku u GS 3073 dobro se uklapa u ovakvu evoluciju.
Simulacije takođe pokazuju da se ove zvezde, umesto da eksplodiraju kao supernove, često direktno urušavaju u crne rupe — faza „sve odjednom“ u Hemingwayjevoj analogiji. Takav direktan kolaps omogućava brzo formiranje supermasivnih crnih rupa koje su zapažene manje od milijardu godina posle Velikog praska.
Otkriće pruža vredan uvid u period poznat kao "Kosmičko tamno doba", kada su prve zvezde počele da kovaju teže elemente i time pripremaju uslove za nastanak kasnijih galaksija, planeta i života kakav poznajemo.
Rad je objavljen u Astrophysical Journal Letters; posmatranja su izvedena teleskopom James Webb. Autori ističu da je potrebno više posmatranja da bi se potvrdile sve implikacije modela.
Pomozite nam da budemo bolji.
