Астрономи довели, що перші зірки Всесвіту могли колапсувати у надмасивні чорні діри

Астрономи за допомогою космічного телескопа James Webb уперше отримали докази існування гігантських недовготривалих зірок, що сформувалися на зорі Всесвіту. Їхня маса могла сягати до 10 000 сонячних, а через колосальні розміри та швидке зникнення вони отримали неофіційну назву «зоряні динозаври». Вчені припускають, що ці об’єкти колапсували прямо у надмасивні чорні діри, залишивши унікальні хімічні сліди, які допомагають пояснити походження космічних гігантів.

Відкриття зроблено під час спостережень за галактикою GS 3073, де було виявлено аномальне співвідношення азоту та кисню. За словами Девеша Нандала з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, цей хімічний «відбиток пальця» може походити лише від первісних зірок із масою у тисячі разів більшою за сонячну.

Співавтор дослідження Даніель Вейлен з Університету Портсмута зазначив, що такі об’єкти були «первісними титанами», які існували лише близько 250 000 років — надзвичайно короткий час за космічними мірками. Вони згоряли яскраво, але без вибуху наднової колапсували безпосередньо у чорні діри. Цей сценарій пояснює, як надмасивні чорні діри могли швидко сформуватися у перші мільярди років після Великого вибуху.

Життєвий цикл зірки Pop III, що призвів до утворення надмасивної чорної діри в GS 3073. Джерело: Університет Портсмута

Хімічні сліди цих зірок, зокрема надлишок азоту, зафіксовані у спектрах JWST, дозволяють реконструювати процеси формування перших галактик. На відміну від звичайних світил, вони не залишали уламків важких елементів після вибухів, а ставали основою для перших чорних дір, що згодом перетворилися на надмасивні центри галактик.

Результати, опубліковані в журналі The Astro­phys­i­cal Jour­nal Let­ters, відкривають новий етап у дослідженні зірок Pop­u­la­tion III — перших небесних світил у Всесвіті. Автори підкреслюють, що відкриття «зоряних динозаврів» підтверджує давні космологічні гіпотези та дає ключ до розуміння того, як зароджувалися перші чорні діри й галактики.