АСТРОНОМЫ ПОЛУЧИЛИ ПЕРВЫЕ УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА "МОНСТРОЗНЫХ ЗВЕЗД" В РАННЕМ КОСМОСЕ
С запуском телескопа James Webb (JWST) перед астрономами открылись новые горизонты для изучения рождения сверхмассивных черных дыр (СМЧД). На протяжении более двадцати лет ученые пытались понять, как эти гравитационные гиганты, масса которых колеблется от миллионов до миллиардов солнечных масс, могли появиться менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Согласно общепринятым космологическим моделям, на образование массивных черных дыр и их слияние у них не хватало времени.
Однако недавние наблюдения ставят под сомнение эти модели, предлагая альтернативную гипотезу о том, что "семена" СМЧД образовались из коллапсирующих облаков космического газа, известных как черные дыры прямого коллапса (DCBH). Существует также предположение, что в ранней Вселенной существовали так называемые звезды Пояснения III (Population III), обладавшие достаточной массой для формирования черных дыр. Используя JWST, международная команда ученых нашла первые доказательства поддержки теории о том, что "монстрозные звезды" массой от 1000 до 10 000 солнечных масс существовали в раннем космосе.
ГРУППА УЧЕНЫХ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Команду возглавил Девеш Нандал, постдокторант Швейцарского национального фонда науки, работающий в Университете Виргинии и Институте теории и вычислений в Центре астрофизики Гарвардского университета и Смитсоновского института. В состав группы также вошли Даниел Уален, старший преподаватель космологии в Институте космологии и гравитации при Университете Портсмута, Мухаммад А. Латиф, астрофизик из Университета Объединенных Эмиратов, и Александр Хегер, исследователь из Школы физики и астрономии Университета Монаша.
Используя JWST, группа изучила химические сигнатуры в галактике GS 3073, изначально идентифицированной в 2022 году. Команда обнаружила аномально высокое соотношение азота и кислорода (0,46), которое невозможно объяснить известными типами звезд или звёздными взрывами. Это натолкнуло ученых на мысль, что первые звезды во Вселенной, Пояснения III, образовались из турбулентных потоков холодного газа спустя всего несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.
ЗВЕЗДЫ ПЕРВОЙ ПОКОЛЕНИЯ И ИХ РОЛЬ
Галактика GS 3073 также содержит активно питающуюся черную дыру в своем центре, которая может быть остатком одной из этих "монстрозных звезд". Существование таких объектов объясняет, почему JWST смог обнаружить несколько квазаров, существовавших менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Эти активные галактические ядра (AGN) возникают из-за СМЧД в центрах галактик, которые ускоряют межзвездный газ и пыль до скорости, близкой к скорости света, в результате чего в процессе выделяется огромное количество энергии.
Нандал отметил, что "химические abundances действуют как космические отпечатки пальцев, и тот паттерн, который мы видим в GS3073, не может быть произведён обычными звездами. Его экстремальный уровень азота соответствует лишь одной известной нам категории источников — примордиальным звездам, в тысячи раз более массивным, чем солнце".
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ "МОНСТРОЗНЫХ ЗВЕЗД"
Чтобы протестировать свою теорию, Латиф и его коллеги смоделировали, как звезды массой от 1000 до 10 000 солнечных масс будут эволюционировать и какие химические элементы они будут производить. Это позволило идентифицировать специфический механизм, объясняющий наблюдаемое соотношение азота и кислорода в GS3073. Процесс начинается с того, что мон
