Обнаружение гигантских звезд в ранней вселенной раскрывает тайну происхождения сверхмассивных черных

12 ноября в журнале Astrophysical Journal Letters были опубликованы результаты прорывного исследования, проведенного учеными из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) в США и Университета Портсмута в Великобритании. Соавторы работы, Дэниел Уэйлен из Института космологии и гравитации и Девеш Нандал, научный сотрудник Института теории и вычислений, представили первые доказательства существования «звезд-монстров» в ранней Вселенной.
Обнаружение гигантских звезд в ранней вселенной раскрывает тайну происхождения сверхмассивных черных
Изображение носит иллюстративный характер

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) исследователи изучили галактику GS 3073, наблюдая ее состояние примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Обнаруженные объекты были охарактеризованы как «огромные и примитивные» светила, сравнимые с динозаврами звездного мира. Масса этих гигантов превышала массу Солнца в диапазоне от 1000 до 10 000 раз. Несмотря на то, что эти звезды горели очень ярко, их жизненный цикл был краток по астрономическим меркам и составлял приблизительно 250 000 лет.

Ключевым доказательством, или «дымящимся пистолетом», стал обнаруженный экстремальный химический дисбаланс: соотношение азота к кислороду составило 0,46. Такое аномальное значение не встречается в обычных звездах или при стандартных звездных взрывах. Полученная сигнатура идеально совпала с компьютерными моделями, предсказывающими характеристики первобытных звезд, которые в тысячи раз массивнее Солнца.

Ученые определили так называемую «золотую середину»: специфическая азотная сигнатура образуется исключительно в звездах массой от 1000 до 10 000 солнечных. Небесные тела меньшего или большего размера не способны воспроизвести такой химический паттерн. Это наблюдение стало первым свидетельством существования подобных звезд в ранней Вселенной.

Авторы работы детально описали трехступенчатый механизм образования азота внутри этих объектов. Сначала в ядрах крупных звезд сгорал гелий, создавая углерод. Затем углерод проникал во внешнюю оболочку, где происходило горение водорода. Смешивание углерода и водорода приводило к образованию азота, который конвекционные потоки распределяли по всему телу звезды. Впоследствии азот просачивался из звезды в космическое пространство на протяжении миллионов лет.

Открытие предлагает решение загадки появления сверхмассивных черных дыр всего через 1 миллиард лет после начала истории Вселенной. Новая теория гласит, что «звезды-монстры» не взрываются как сверхновые, а претерпевают «большой коллапс». Именно этот процесс генерирует самые ранние сверхмассивные черные дыры. В качестве наблюдательного подтверждения приводится тот факт, что галактика GS 3073 в настоящее время содержит в своем центре активную черную дыру, которая, вероятно, является остатком одной из таких звезд.

Подтверждение этой гипотезы решает сразу две фундаментальные проблемы: источник происхождения азота и механизм быстрого роста черных дыр. Исследование проливает свет на эпоху «космических темных веков», когда зажглись первые звезды и началась химическая трансформация космоса, исключая необходимость в альтернативных теориях, таких как коллапс сверхплотных газовых облаков или взаимодействие темной материи.

Данные, полученные JWST, формируют новое понимание эволюции космоса. Ранее ученые уже фиксировали свет «космического рассвета» с помощью наземных телескопов и обнаруживали первые слияния ядер галактик. Текущее исследование подтверждает, что процессы формирования галактик и ранняя Вселенная радикально отличаются от прежних ожиданий астрономов.


Новое на сайте

19819Темнота быстрее света, толстеющие медведи и боль омаров 19818Китайские фотографы, придумавшие визуальный образ Индонезии 19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему Луна выглядит по-разному в разных точках Земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника
Ссылка