Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) βρήκε αδιάσειστα στοιχεία για «τέρατα αστέρια» — γιγάντια, αρχέγονα αστέρια που υπήρχαν στο πρώιμο σύμπαν.
Τα μυστήρια του Σύμπαντος
Για σχεδόν 20 χρόνια, ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος έχει προβληματίσει τους αστρονόμους: Πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έγιναν τόσο μεγάλες, τόσο γρήγορα, σε ένα κοσμικό ανοιγόκλειμα ματιού μετά τη Μεγάλη Έκρηξη;
Τα κανονικά μαζικά αστέρια δεν είχαν τον χρόνο να παράγουν τέτοια γιγάντια, λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Κέντρο Αστροφυσικής | Harvard & Smithsonian στις ΗΠΑ χρησιμοποίησε το ισχυρό τηλεσκόπιο Webb για να αποκαλύψει τελικά τον χαμένο κρίκο.
Τα δεδομένα του Webb αποκάλυψαν χημικά δακτυλικά αποτυπώματα των εδώ και καιρό θεωρητικών τεράτων αστέρων που χρησίμευσαν ως οι απαραίτητοι σπόροι.
«Η τελευταία μας ανακάλυψη βοηθά στην επίλυση ενός 20ετούς κοσμικού μυστηρίου. Με τον γαλαξία GS 3073, έχουμε τα πρώτα παρατηρησιακά στοιχεία ότι υπήρχαν αυτά τα τέρατα αστέρια», δήλωσε ο Daniel Whalen από το Ινστιτούτο Κοσμολογίας και Βαρύτητας του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ στις 9 Δεκεμβρίου.
Γίγαντες με σύντομη ζωή
Στο πρώιμο σύμπαν, τα τέρατα αστέρια έκαιγαν τα καύσιμα τους με απίστευτο ρυθμό. Έζησαν μόνο για ένα τέταρτο του εκατομμυρίου ετών - μια σύντομη, λαμπρή ύπαρξη πριν από την αναπόφευκτη κατάρρευσή τους σε τεράστιες μαύρες τρύπες. Η κατάρρευση άφησε ανιχνεύσιμες χημικές υπογραφές που παραμένουν για δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα στοιχεία προήλθαν από την εξέταση των χημικών υπογραφών σε έναν γαλαξία που ονομάζεται GS 3073. Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στη στοιχειακή του σύνθεση. Αυτό που βρήκαν αψήφησε όλα τα συμβατικά μοντέλα. Ο γαλαξίας παρουσίασε μια «ακραία ανισορροπία» μεταξύ αζώτου και οξυγόνου, με αναλογία 0,46.
Αυτή η τιμή είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι μπορεί να παράγει οποιοσδήποτε γνωστός τύπος άστρου ή ακόμα και αστρική έκρηξη στο πρώιμο σύμπαν. Σύμφωνα με την ομάδα, το μοτίβο ταίριαζε μόνο σε μία θεωρητική πηγή: αστέρια που ζυγίζουν μεταξύ 1.000 και 10.000 φορές τη μάζα του Ήλιου μας.
«Οι χημικές αφθονίες λειτουργούν σαν ένα κοσμικό δακτυλικό αποτύπωμα και το μοτίβο στο GS 3073 είναι διαφορετικό από οτιδήποτε μπορούν να παράγουν τα συνηθισμένα αστέρια. Αυτό μας λέει ότι η πρώτη γενιά αστέρων περιελάμβανε πραγματικά υπερμεγέθη αντικείμενα που βοήθησαν στη διαμόρφωση των πρώιμων γαλαξιών και μπορεί να δημιούργησαν τις σημερινές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες», δήλωσε ο Devesh Nandal, μεταδιδακτορικός ερευνητής του Ελβετικού Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών στο Ινστιτούτο Θεωρίας και Υπολογισμών του CfA.
Ο σπόρος του «τέρατος»
Η έρευνα περιγράφει λεπτομερώς μια συγκεκριμένη διαδικασία για την παραγωγή αζώτου.
Αυτά τα αστέρια καίνε ήλιο για να δημιουργήσουν άνθρακα. Αυτός ο άνθρακας στη συνέχεια διαρρέει σε ένα κέλυφος καύσης υδρογόνου, όπου ο κύκλος άνθρακα-αζώτου-οξυγόνου (CNO) παράγει μεγάλες ποσότητες αζώτου, το οποίο τελικά αποβάλλεται στο διάστημα. Η περίσσεια αζώτου που παρατηρείται στο GS 3073 δημιουργείται επειδή αυτή η διαδικασία συνεχίζεται για εκατομμύρια χρόνια, ενώ το αστέρι βρίσκεται στη φάση καύσης ηλίου.
Η μοντελοποίηση έδειξε ότι αυτά τα τέρατα-τέρατα δεν εκρήγνυνται όπως μια τυπική σουπερνόβα. Μετατρέπονται αμέσως σε τεράστιες μαύρες τρύπες. Αυτές οι μαύρες τρύπες, που ζυγίζουν χιλιάδες ηλιακές μάζες, παρείχαν τον τέλειο «σπόρο» για την τελική ανάπτυξη των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που παρατηρούνται σήμερα.
Αξιοσημείωτο είναι ότι το ίδιο το GS 3073 φιλοξενεί μια ενεργά τροφοδοτούμενη μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Η ομάδα αμφισβητεί εάν αυτό θα μπορούσε να είναι το υπόλειμμα ενός από αυτά τα πρώτα τεράστια αστέρια.
Αυτό το εύρημα ανοίγει ένα εκθαμβωτικό νέο παράθυρο στις «κοσμικές Σκοτεινές Εποχές». Αυτή ήταν η εποχή που τα πρώτα αστέρια αναφλέγηκαν, ξεκινώντας τον μετασχηματισμό της απλής χημείας υδρογόνου και ηλίου του σύμπαντος στο πλούσιο στοιχειακό μείγμα που βλέπουμε σήμερα.
www.worldenergynews.gr
