Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые позволил астрономам детально изучить галактики в самых дальних уголках ранней Вселенной. Химический состав некоторых из них, судя по всему, указывает на существование экзотических сверхмассивных звезд массой до 10 000 солнечных.
Эти гиганты кажутся странными, потому что в ближайшей к нам части Вселенной звезды, похоже, ограничены определенным пределом массы.
«Все наши модели эволюции галактик... основаны на том, что звезды не могут быть тяжелее примерно 120 солнечных масс, — говорит Девеш Нандал из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Массачусетсе. — Конечно, существовали теоретические идеи, исследующие звезды... массивнее этого предела, но до сих пор не было реальных наблюдений, которые это подтверждали бы».
До сих пор. Астрофизики изучили наблюдения JWST за далекой галактикой GS 3073 и обнаружили необычно высокое содержание азота в ее химическом составе, о чем сообщили в The Astrophysical Journal Letters.
Это не совсем аномалия: повышенный уровень азота наблюдается и в нескольких других галактиках на схожей большой дистанции. Но там он не настолько высок, чтобы вызывать какие-то подозрения — его можно объяснить определенными типами сравнительно обычных звезд и другими космическими событиями. А с GS 3073 дело обстоит иначе, подчеркивает Нандал: в ней действительно слишком много азота.
Существует гипотетический тип первозданных звезд, которые специалисты относят к населению III. В теории они очень массивные и давно должны были исчезнуть, По расчетам, такие светила должны производить гораздо больше азота, чем обычные. Нандал и его коллеги подсчитали, что всего несколько звезд населения III массой от 1000 до 10 000 солнечных могли бы объяснить избыток азота в GS 3073.
«Наша работа дает самые убедительные на сегодняшний день доказательства существования сверхмассивных звезд населения III в ранней Вселенной», — заявляет он.
Коллеги, впрочем, к подобного рода громким заявлениям относятся весьма неоднозначно.
«Звезды населения III должны быть связаны с почти первозданной средой», бедной элементами тяжелее гелия, объясняет Роберто Майолино из Кембриджского университета. «GS 3073 — наоборот, химически вполне зрелая галактика. Так что это не похоже на среду, где можно было бы ожидать найти население III», — полагает он.
Возможно, это просто странная галактика, допускает астрофизик Джон Риган из Мейнутского университета в Ирландии.
«Когда мы наблюдаем за ранней Вселенной, мы видим одни лишь невероятно странные, поистине экзотические галактики. Поэтому как-то нелогично говорить: да, но вряд ли там могли образоваться сверхмассивные звезды, потому что это было бы слишком странно. Погодите-ка, вы же сами признали, что они и так невероятно странные!» — говорит он.
Если эти колоссальные звезды действительно существуют, это может помочь исследователям понять истоки сверхмассивных черных дыр, которые появились во Вселенной гораздо раньше, чем должны были. Если они образовались из сверхмассивных звезд, а не из обычных, то получили фору, что могло бы объяснить, как они выросли до огромных размеров, которые мы видим, за относительно короткое время.
Подтвердить, что GS 3073 и другие богатые азотом галактики ранней Вселенной действительно содержат сверхмассивные звезды, будет непросто — для этого, вероятно, потребуется обнаружить больше химических следов этих странных гигантов.
«Подкрепить аргументы в пользу их существования невероятно сложно — найти неопровержимое доказательство очень трудно. Однако этот сигнал весьма весом», — подытожил Риган.
Наконец-то найдены звезды, состоящие исключительно из первозданного газа
Новые наблюдения усложнили космическую загадку: звезды рождаются из ничего
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram