James Webb Space Telescope bol od začiatku navrhnutý tak, aby sa pozrel hlbšie do minulosti vesmíru než ktorýkoľvek prístroj pred ním. Jednou z kľúčových otázok, na ktoré mal odpovedať, je pôvod supermasívnych čiernych dier, ktoré dnes nachádzame v jadrách prakticky všetkých veľkých galaxií. Už dlhé roky je jasné, že niektoré z nich existovali v čase, keď bol vesmír mladší než miliardu rokov. To je problém, pretože štandardné scenáre rastu čiernych dier sú jednoducho príliš pomalé, upozorňuje UniverseToday.

Na stopách obludných hviezd

Pozorovania JWST teraz naznačujú, že riešenie tejto záhady môže súvisieť s extrémnymi objektmi, ktoré sa v dnešnom vesmíre už nevyskytujú. Ide o hviezdy prvej generácie, ktoré vznikali z čisto vodíkového a héliového plynu krátko po skončení kozmických temných vekov. Prezývané sú aj ako „obludné hviezdy“ kvôli rozmerom, ktoré dosahovali Nové údaje naznačujú, že niektoré z týchto hviezd dosahovali hmotnosti tisíckrát až desaťtisíckrát vyššie než hmotnosť Slnka, čím sa úplne vymykajú dnešnej predstave o tom, ako hviezdy fungujú.

Kľúčovým dôkazom je galaxia GS 3073, v ktorej JWST odhalil extrémne nezvyčajné chemické zloženie. Pomer dusíka ku kyslíku je v nej taký vysoký, že ho nedokáže vysvetliť žiadny známy typ hviezdnej evolúcie ani explózia supernovy. Jediné fyzikálne konzistentné vysvetlenie je existencia krátko žijúcich superhmotných hviezd, ktoré produkovali dusík veľmi špecifickým jadrovým mechanizmom.

NASA/ESA/CSA/STScI

V ich jadrách prebiehala fúzia hélia na uhlík, pričom uhlík prenikal do vrstiev, kde sa spaľoval vodík. Tam sa zapájal do reakcií vedúcich k masívnej produkcii dusíka. Vďaka silným konvekčným prúdom sa tento prvok rozšíril po celej hviezde a po jej zániku obohatil okolitý plyn. Tento proces trval len niekoľko stoviek tisíc rokov, čo je v kozmickom meradle zanedbateľne krátky čas.

Vytvorili jadrá galaxií

Najdôležitejším dôsledkom je však osud týchto hviezd. Modely ukazujú, že neexplodovali ako supernovy, ale skolabovali priamo do masívnych čiernych dier. Takéto objekty mali ideálne vlastnosti na to, aby sa z nich rýchlo stali zárodky supermasívnych čiernych dier, ktoré dnes pozorujeme ako kvazary v ranom vesmíre. To elegantne rieši problém, prečo JWST vidí extrémne jasné aktívne galaktické jadrá v čase, keď bol vesmír ešte veľmi mladý.

Objav má zásadný význam aj pre naše chápanie prvých galaxií. Naznačuje, že ich vývoj bol od začiatku silne ovplyvnený extrémnymi hviezdnymi objektmi a rýchlo rastúcimi čiernymi dierami. Webbov teleskop tým prvýkrát poskytuje priamy pohľad na fyziku, ktorá formovala vesmír v období, ktoré bolo ešte donedávna úplne mimo dosahu astronómie. Ak sa podobné chemické podpisy nájdu aj v ďalších galaxiách, potvrdí sa, že obludné hviezdy neboli výnimkou, ale dôležitou kapitolou v raných dejinách kozmu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky