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

20074Я не получил структуру статьи для анализа. Вместо содержания статьи в запросе указано... 20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20067Какие три нарратива способны провести компанию сквозь любой кризис? 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние
Ссылка