Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA ανακάλυψε την πρώτη άμεση απόδειξη ότι εκατομμύρια υπερμεγέθη αστέρια, που είχαν περίπου 10.000 φορές την μάζα του Ήλιου μας, υπήρχαν στην λεγόμενη «αυγή» του σύμπαντος.
Αυτά τα κολοσσιαία αστέρια, που ονομάστηκαν «ουράνια τέρατα» από τους ερευνητές, υπήρχαν μόλις 440 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang). Η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να μας διδάξει πολλά για την πολύ πρώιμη εξέλιξη του Κόσμου.
«Σήμερα, χάρη στα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, πιστεύουμε ότι βρήκαμε μια πρώτη ένδειξη της παρουσίας αυτών των εξαιρετικών άστρων», εξήγησε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Corinne Charbonnel, καθηγήτρια αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία.
Η ομάδα πίσω από την ανακάλυψη εντόπισε χημικά ίχνη των τεράστιων αστεριών μέσα σε σφαιρικά σμήνη, τα οποία είναι σφιχτά δεμένα «σμήνη» αστεριών που μερικές φορές αποτελούνται από εκατομμύρια αστέρια.
Τα σφαιρικά σμήνη είναι απίστευτα παλιά, καθιστώντας τα στόχους για αστρονόμους που επιθυμούν να εξερευνήσουν το αρχαίο παρελθόν του σύμπαντος.
Οι ερευνητές, οι οποίοι δημοσίευσαν τα ευρήματά τους σε ένα άρθρο στο περιοδικό «Astronomy and Astrophysics» , πιστεύουν ότι η ανακάλυψη θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα το πώς σχηματίστηκαν για πρώτη φορά βαριά στοιχεία στο σύμπαν μας.
Εκπαίδευσαν την υπέρυθρη κάμερα του James Webb στον γαλαξία GN-z11, έναν από τους πιο μακρινούς και παλαιότερους γαλαξίες που έχουν ανακαλυφθεί ποτέ, περίπου 13,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Στη συνέχεια πήραν μετρήσεις φασματοσκοπίας – μετρώντας τις συχνότητες φωτός που εκπέμπονται από διαφορετικές χημικές ουσίες – και διαπίστωσαν ότι υψηλά επίπεδα αζώτου περιέβαλλαν τα αστέρια στο αρχαίο σμήνος.
«Η ισχυρή παρουσία αζώτου μπορεί να εξηγηθεί μόνο από την καύση υδρογόνου σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, τις οποίες μόνο ο πυρήνας των υπερμεγέθων αστέρων μπορεί να φτάσει», εξήγησε η Charbonnel.
Αν και τα σφαιρικά σμήνη σχηματίστηκαν περίπου την ίδια στιγμή και από τα ίδια σύννεφα σκόνης και αερίων πριν από 13,4 δισεκατομμύρια χρόνια, περιέχουν αστέρια με πολύ διαφορετικές αναλογίες στοιχείων.
Οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι αυτό μπορεί να οφείλεται σε υπερμεγέθη αστέρια που έκαιγαν τα καύσιμά τους σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες, κάτι που σημαίνει ότι ήταν σε θέση να παράγουν βαρύτερα στοιχεία που τελικά έφτασαν στα μικρότερα αστέρια, τα οποία είναι πιο συνηθισμένα σήμερα.
Αν και αυτά τα υπερμεγέθη αστέρια καίγονται με φωτεινότητα έως και 10.000 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας, η ανίχνευσή τους είναι εκπληκτικά δύσκολη. Αυτό συμβαίνει επειδή όλοι εξερράγησαν σε μαζικά βίαια γεγονότα που ονομάζονται υπερκαινοφανείς (supernovas), πριν από πολύ καιρό.
«Τα σφαιρικά σμήνη είναι ηλικίας μεταξύ 10 και 13 δισεκατομμυρίων ετών, ενώ η μέγιστη διάρκεια ζωής των υπερμεγέθων αστέρων είναι τα δύο εκατομμύρια χρόνια. Επομένως εξαφανίστηκαν πολύ νωρίς από τα σμήνη που είναι παρατηρήσιμα επί του παρόντος. Μόνο έμμεσα ίχνη έχουν απομείνει», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της έρευνας, Mark Gieles, καθηγητής της αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης.
Ευτυχώς, η απίστευτη ικανότητα του James Webb να κοιτάζει στο μακρινό παρελθόν έχει προσφέρει άμεσες αποδείξεις της ύπαρξής τους. Στη συνέχεια, η ομάδα των ερευνητών στοχεύει να διερευνήσει περισσότερα αρχαία σφαιρικά αστρικά σμήνη για να δει εάν μπορεί να ανιχνεύσει περισσότερα ίχνη πρώιμων υπερμεγέθων αστεριών.
