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

20066[b]Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение?[/b] 20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b]
Ссылка