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

19905Зачем древние египтяне строили круглые храмы? 19904Планета, на которой вы живёте, но почти не знаете 19903Может ли анализ крови остановить рак печени ещё до его начала? 19902Кто такие GopherWhisper и зачем им монгольские чиновники? 19901«Вояджер-1» готовится к манёвру «большой взрыв»: NASA отключает приборы ради выживания 19900Почему вокруг Чатемских островов появилось светящееся кольцо из планктона? 19899Как взлом Vercel начался с Roblox-скрипта на чужом компьютере 19898Кто лежит в шотландских гробницах каменного века? 19897Почему две англосаксонские сестра и брат были похоронены в объятиях 1400 лет назад? 19896Гормон GDF15: найдена причина мучительного токсикоза у беременных 19895Почему хакеры Harvester прячут вредоносный код в папке «Zomato Pizza»? 19894Робот-гуманоид Panther от UniX AI претендует на место в каждом доме 19893Artemis застряла на земле: NASA не может лететь на луну без новых скафандров 19892Почему 20 000 промышленных устройств по всему миру оказались под угрозой взлома? 19891Зачем египетская мумия «проглотила» «Илиаду»?
Ссылка