Nové Přehledy o Supermasivních Hvězdách v Dálném Vesmíru
Teleskop Jamese Webba (JWST) umožňuje astronomům poprvé zkoumat vzdálené galaxie v okrajových oblastech raného vesmíru. Některé z těchto galaxií vykazují chemické signatury, které naznačují přítomnost exotických supermasivních hvězd s hmotností až 10 000krát větší než má Slunce.
Tato obří tělesa jsou zvláštní, protože pro hvězdy v blízkém vesmíru existuje zjevný limit velikosti. „Všechny naše evoluční modely galaxií se spoléhají na skutečnost, že hvězdy nemohou být hmotnější než přibližně 120 slunečních hmotností,“ říká Devesh Nandal z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Massachusetts. „Samozřejmě existovaly teoretické myšlenky, které zkoumaly hvězdy hmotnější než to, ale nikdy nebyla pozorována reálná hvězda, na kterou bychom mohli ukázat.“
Teď však Nandal a jeho kolegové prozkoumali pozorování JWST u vzdálené galaxie nazvané GS 3073 a našli neobvykle vysoké množství dusíku v jejích chemických signaturách. To není zcela anomální: vysoké úrovně dusíku byly zaznamenány i u několika dalších galaxií na podobné vzdálenosti.
Nicméně u většiny ostatních galaxií nejsou úrovně dusíku tak vysoké, aby vzbudily jakékoliv pochybnosti – určité typy relativně normálních hvězd a jiné kosmické události je mohou vysvětlit. To však není případ GS 3073, říká Nandal. Tato galaxie má jednoduše příliš mnoho dusíku.
Existuje konkrétní typ hypotetické primordiální hvězdy, nazývaný hvězda populace III, o kterém modely naznačují, že by mohla vyrůst extrémně velká. Když tyto hvězdy takto rostou, simulace také ukazují, že by měly vytvářet mnohem více dusíku než běžné hvězdy. Nandal a jeho kolegové vypočítali, že jen několik hvězd populace III s hmotnostmi mezi 1000 a 10 000krát větší než Slunce by mohlo vysvětlit přebytek dusíku v GS 3073. „Naše práce ukazuje nejsilnější důkazy o supermasivních hvězdách populace III v raném vesmíru,“ říká.
Někteří další výzkumníci však zpochybňují, zda supermasivní hvězdy populace III jsou jediným možným vysvětlením pro tato data – nebo zda vůbec odpovídají. „Hvězdy populace III musí být spojeny s téměř nezměněným prostředím,“ říká Roberto Maiolino z University of Cambridge. „Naopak, GS 3073 je chemicky poměrně vyspělá galaxie. Takže se nezdá, že by odpovídala prostředí, kde byste očekávali nalezení populace III.“
Ale může to být jednoduše podivná galaxie, říká John Regan z Maynooth University v Irsku. „Když máme pozorování raného vesmíru, vidíme pouze opravdu zvláštní a exotičtí galaxií. Takže je obtížné říct, že neočekávám, že supermasivní hvězdy se vytvoří, protože by to bylo příliš divné. No, právě jste řekl, že jsou opravdu podivné,“ dodává.
Pokud tyto kolosální hvězdy opravdu existují, mohlo by to pomoci vědcům pochopit původ supermasivních černých děr, které existují mnohem dříve ve vesmíru, než by měly. Pokud vznikly z supermasivních hvězd místo z normálních, mohlo by jim to poskytnout náskok, což by vysvětlilo, jak vzrostly na obrovské velikosti, které vidíme během relativně krátkého období.
Potvrzení, že GS 3073 a další galaxie bohaté na dusík v raném vesmíru skutečně obsahují supermasivní hvězdy, bude obtížné. Pravděpodobně to bude vyžadovat objev dalších chemických signatur těchto podivných gigantů. „Zesílení argumentu pro jejich existenci je prostě obtížné – je pro nás velmi těžké mít jednoznačný důkaz,“ říká Regan. „Ale tato signatura je velmi silná.“
