„James Webb“ kosminis teleskopas buvo sukurtas padėti atsakyti į klausimą, kaip gimė supermasyvios juodosios skylės. Astronomus daugiau nei du dešimtmečius glumina tai, kad tokie objektai aptinkami labai greitai po Didžiojo sprogimo.
Nauji stebėjimai vis dažniau verčia iš naujo vertinti įprastas jų kilmės teorijas. Supermasyvios juodosios skylės sveria nuo milijonų iki milijardų Saulės masių, o jų pėdsakų randama jau per pirmąjį milijardą metų po Visatos pradžios.
Pagal plačiai taikomus modelius, tokioms masėms susiformuoti per trumpą laiką būtų sunku, jei augimas vyktų tik per susiliejimus ir lėtą medžiagos kaupimą. Dėl to mokslininkai ieško scenarijų, kurie leistų paaiškinti spartesnį startą.
Viena idėja teigia, kad juodųjų skylių sėklos galėjo atsirasti tiesiogiai griūvant milžiniškiems dujų debesims. Kita galimybė siejama su pirmosiomis žvaigždėmis, kurios turėjo būti neįprastai masyvios ir palikti dideles liekanas. Būtent ši kryptis dabar gavo naują impulsą iš vienos išskirtinės galaktikos duomenų.
Taip pat skaitykite
Pabaisų žvaigždžių užuomina
Tarptautinė komanda, pasitelkusi „James Webb“ duomenis, rado pirmuosius požymius, kad ankstyvoje Visatoje galėjo egzistuoti vadinamosios pabaisų žvaigždės.
Jų masė galėjo siekti nuo tūkstančio iki dešimties tūkstančių Saulės masių, todėl jos gerokai viršytų įprastų žvaigždžių ribas. Jei tokie objektai buvo realūs, jie galėjo tapti sparčios juodųjų skylių kilmės grandimi. Tyrėjai analizavo galaktiką GS 3073 ir joje aptiko neįprastai didelį azoto ir deguonies santykį, kuris siekia 0,46.
Toks rezultatas sunkiai paaiškinamas įprastų žvaigždžių evoliucija ar jų sprogimais, todėl jis vertinamas kaip išskirtinis cheminis pėdsakas. Be to, galaktikos centre matoma aktyviai medžiagą ryjanti juodoji skylė, kuri galėtų būti ankstyvo milžino liekana.
Kaip atsiranda azoto perteklius
Komanda sumodeliavo, kaip vystytųsi žvaigždės, kurių masė patenka į tūkstančio iki dešimties tūkstančių Saulės masių intervalą, ir kokius elementus jos gamintų.
Modelis rodo, kad helio sintezė branduolyje sukuria anglį, o ši patenka į sluoksnį, kuriame vyksta vandenilio sintezė ir formuojasi azotas. Konvekcija išmaišo azotą, o jis palaipsniui praturtina aplinkines dujas iki tokio santykio, kokį matome GS 3073.
Skaičiavimai leidžia manyti, kad tokios masės žvaigždės gyvenimo pabaigoje greičiausiai nesibaigia įprasta supernova. Vietoj to jos gali tiesiogiai kolapsuoti į masyvias juodąsias skyles, kurios taptų sėklomis vėlesniam supermasyvių juodųjų skylių augimui.
Tyrėjai pabrėžia, kad būtent šis azoto parašas jų modeliuose neatsiranda kitų masių žvaigždėse, todėl intervalas tampa ypač svarbus.
Jei rezultatai pasitvirtins, jie padės paaiškinti, kodėl taip anksti matome kvazarus ir kodėl kai kurios jaunos galaktikos turi keistas chemines proporcijas. Tyrimas taip pat suteikia daugiau žinių apie laikotarpį nuo maždaug 380 tūkstančių iki 1 milijardo metų po Didžiojo sprogimo, kuris dažnai vadinamas kosminiais tamsiaisiais amžiais.
Mokslininkai tikisi rasti daugiau galaktikų su panašiu azoto pertekliumi ir taip patikrinti, ar pabaisų žvaigždės iš tiesų buvo ankstyvos Visatos dalis.
