Загиблі гіганти: James Webb знайшов сліди гігантських зір у ранньому Всесвіті

Космічний телескоп James Webb (JWST) виявив свідчення існування в ранньому Всесвіті гігантських зір, чия маса в тисячі разів перевершувала сонячну. Така інформація наведена в статті, опублікованій у нещодавньому випуску журналу Astronomy and Astrophysics.

Хімічні аномалії в кулястих скупченнях

Відкриття було зроблено під час вивчення кулястих скупчень — щільних і тісно пов’язаних сферичних груп зір, які обертаються навколо галактичного центру як єдиний супутник. Вони можуть налічувати від кількох десятків тисяч до мільйона учасників, і є одними з найдавніших об’єктів у Всесвіті, маючи вік, який можна порівняти з епохою появи перших галактик. Тому астрономи часто використовують їх як своєрідні вікна в минуле, щоб вивчити найбільш ранні роки нашого Всесвіту.

Кулясте скупчення Terzan 1 (знімок телескопа Hubble). Джерело: ESA/Hubble & NASA, R. Cohen

Дослідників давно цікавило питання, чому зорі в деяких скупченнях містять різну кількість хімічних елементів, хоча в теорії вони утворилися в один і той самий час, з однієї й тієї самої речовини. Можливе пояснення полягає в існуванні в ранньому Всесвіті гігантських зір, що набагато перевершували за розмірами та масою нинішні світила. Вважається, що їхня маса могла перевищувати масу нашого Сонця в 10 тисяч разів.

У надрах цих гігантських зір підтримувалися набагато вищі температури, що давало їм змогу виробляти важчі елементи. Після загибелі їхня речовина «забруднила» дрібніші світила, частина з яких дожила до нинішніх днів.

Гігантські зорі з раннього Всесвіту в уявленні художника. Джерело: Shantanu Basu, University of Western Ontario

Проблема в тому, що ці гігантські світила могли утворюватися лише на ранній стадії існування Всесвіту, умови в якому сильно відрізнялися від сучасних. Ті часи давно минули, а разом із ними й епоха зір-гігантів. Усе, що залишається робити астрономам — це шукати залишені ними хімічні сліди.

Найвіддаленіша галактика у Всесвіті

У пошуках таких слідів учені націлили JWST на галактику GN-z11. Це одна з найдальших і найдавніших галактик, відомих астрономам. Ми бачимо її такою, якою вона була всього через 440 млн років після Великого вибуху.

Галактика GN-z11. Джерело: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

Спектральний аналіз GN-z11 виявив незвично високе співвідношення кисню й азоту. На думку дослідників, таку високу концентрацію можна пояснити згорянням водню за надзвичайно високих температур, яке було можливе лише в ядрах гігантських зір.

Іншим можливим розв’язанням проблеми достатку азоту в GN-z11 є побічний продукт діяльності зір Вольфа-Райє другого покоління, які протягом тривалого періоду скидали свої зовнішні шари. Але, враховуючи вік GN-z11, це видається малоймовірним.

Раніше ми розповідали про те, як JWST довів можливість формування екзопланет в епоху «космічного полудня».

За матеріалами https://www.universetoday.com

Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine