Astronomové objevili důkazy, že ve vesmíru existují supertěžké hvězdy, jejichž hmotnost se pohybuje od tisícinásobku až po desetitisíc násobek hmotnosti Slunce. Pokud by tyto hvězdy skutečně existovaly, mohlo by to pomoci objasnit otázku vzniku extrémně těžkých černých děr.
Důkazy o supertěžkých hvězdách
Několik nejvzdálenějších galaxií vykazuje chemické stopy, které naznačují přítomnost supertěžkých hvězd s hmotností dosahující až desetinásobku hmotnosti Slunce. Tyto závěry vycházejí z pozorování provedených pomocí teleskopu James Webb.
Tyto hvězdní obry jsou pozoruhodné, protože v blízkém vesmíru existuje limity, jak velké hvězdy mohou být. „Všechny naše modely evoluce galaxií předpokládají, že hvězdy nemohou přesáhnout přibližně 120 hmotností Slunce,“ říká astrofyzik Devesh Nandal z Harvardského Smithsonian Centra pro astrofyziku ve Spojených státech. „Samozřejmě existují teorie o hvězdách, které jsou ještě hmotnější, ale dosud nebylo záznamu o skutečné observaci.“
Co nám prozradí mezihvězdní intrudery?
V uplynulých letech astronomové pozorovali tři objekty, které ukazují na složitou záhadu. Nicméně nyní se situace začíná měnit. Nandal a jeho kolegové zkoumali pozorování z James Webb teleskopu ve vzdálené galaxii GS 3073. V datech našli výrazně vysoké množství dusíku. To samo o sobě není neobvyklé, protože vysoké hladiny dusíku byly pozorovány i v jiných, podobně vzdálených galaxiích.
V těchto galaxiích lze vysoké hladiny dusíku vysvětlit. Normální hvězdy a jiné kosmické procesy mohou produkovat tyto hodnoty. Avšak v případě GS 3073 to neplatí, říká Nandal. “Má příliš mnoho dusíku,” dodává.
Hypotetické prvotní hvězdy
Modely ukazují, že hypotetická primordiální hvězda, známá jako hvězda Populace III, může být obrovská. Stejné modely předpovídají, že tyto hvězdy během svého růstu produkují mnohem více dusíku než normální hvězdy. Nandal a jeho kolegové vypočítali, že hrstka těchto hvězd s hmotností od tisícinásobku do desetitisíc násobku hmotnosti Slunce může vysvětlit přebytek dusíku v GS 3073. “Naše práce je dosud největším důkazem existence takových supertyžkých hvězd Populace III v raném vesmíru,” říká.
Neobvyklé scénáře
Někteří astronomové se však ptají, zda hvězdy Populace III skutečně vysvětlují observační data nebo se vůbec hodí do tohoto rámce. “Hvězdy Populace III mohou vzniknout pouze v téměř nedotčeném prostředí, kde jsou přítomny minimální množství prvků těžších než helium,” říká astrofyzik Robert Maiolino z Cambridgeské univerzity. “GS 3073 je však chemicky docela vyspělá galaxie. Nepůsobí to jako prostředí, kde bychom mohli očekávat hvězdy Populace III.”
To může být jednoduše zvláštní galaxie, dodává fyzik John Regan z Maynooth University v Irsku. “Když pozorujeme raný vesmír, vidíme ve skutečnosti jen zvláštní, extrémně exotické galaxie. Těžko můžeme říci, že tam supertěžké hvězdy nemohly existovat, protože to by bylo příliš podivné. V té době byl totiž vše podivné,” dodává.
Rozluštění supertěžkých černých děr
Pokud tyto kolosální hvězdy skutečně existují, mohlo by to pomoci pochopit vznik supertěžkých černých děr, které se objevily „příliš brzy“ ve vesmíru. Pokud vznikly z supertěžkých hvězd místo z normálních, dostaly jakési výhody, které by vysvětlily, jak mohly dosáhnout tak obrovských velikostí v relativně krátkém čase.
Potvrzení, že dusíkem bohaté galaxie jako GS 3073 skutečně obsahují supertěžké hvězdy, bude náročné. Bude to vyžadovat více chemických měření, která naznačují přítomnost těchto podivných gigantů. “Je velmi obtížné posílit důkazy. Bezpečné důkazy nezískáme snadno,” říká Regan. “Ale tento signál je velmi silný.”
