Астрономи довели, що надмасивні первісні зірки колапсували у чорні діри

Міжнародна команда дослідників за допомогою космічного телескопа James Webb отримала перші переконливі свідчення існування надмасивних первісних зір — об’єктів, що формувалися невдовзі після Великого вибуху й могли мати масу від тисячі до десяти тисяч сонячних мас.

У центрі відкриття — далека галактика GS 3073. Аналіз її хімічного складу показав незвичне співвідношення азоту й кисню, яке не може пояснити жоден відомий тип звичайних зір. Такий «хімічний відбиток» відповідає лише сценарію, де існували гігантські зорі, здатні швидко колапсувати у масивні чорні діри. Саме вони могли стати джерелом появи квазарів менше ніж за мільярд років після Великого вибуху.

Моделювання показало, що всередині цих зір відбувався процес утворення азоту через цикл CNO, а конвекція поширювала його по всій структурі. Згодом азот викидався у навколишній простір, залишаючи слід, який нині й зафіксували астрономи.

Дослідники наголошують: такі зорі жили дуже коротко — близько 250 тисяч років — і завершували існування прямим колапсом у чорні діри, а не вибухом наднової. У GS 3073 вже виявлено активну чорну діру в центрі, яка може бути залишком однієї з цих первісних гігантських зір.

Робота відкриває нове вікно у вивчення «космічної зорі» — перших сотень мільйонів років після Великого вибуху. Астрономи очікують, що James Webb знайде ще більше галактик із подібними хімічними слідами, підтверджуючи роль надмасивних первісних зір у формуванні ранніх галактик і зародженні сучасних надмасивних чорних дір.