Divovske zvijezde iz ranog svemira možda su bile ključne za nastanak kuglastih skupova, prvih galaksija i crnih rupa.
U prvim trenucima nakon Velikog praska, svemir je bio kaotičan i gust, more plina u kojem su se stvarale prve zvijezde. Novo istraživanje pokazuje da su među njima postojali pravi kozmički divovi: zvijezde tisuću puta masivnije od Sunca, čiji su vjetrovi i zračenje oblikovali kemiju i izgled najstarijih kuglastih skupova koje danas promatramo.
Prema modelu koji je razvio međunarodni tim pod vodstvom Marka Gielesa s Instituta za znanosti o svemiru Sveučilišta u Barceloni (ICCUB), upravo su te iznimno masivne zvijezde (EMS) bile pokretači prvih valova stvaranja zvijezda, i možda pokrenuli stvaranje prvih crnih rupa koje su kasnije postale jezgre galaksija.
Drevni svjetionici svemira
Kuglasti skupovi pripadaju najstarijim strukturama u svemiru, starijima od 10 milijardi godina. Njihove zvijezde nose neobične kemijske potpise, različite količine helija, dušika, kisika, natrija, magnezija i aluminija, što već desetljećima zbunjuje astronome. Unatoč tome što su sve nastale u istom oblaku plina, njihove kemijske razlike upućuju na to da je nešto “zagrijalo” i obogatilo taj plin tijekom formiranja.
Novi model objašnjava upravo taj misterij. U najmasivnijim skupovima, kaotični tokovi plina mogu spontano stvoriti nekoliko divovskih zvijezda mase između tisuću i deset tisuća Sunca. One u vrlo kratkom vremenu, u samo milijun do dva milijuna godina, izbacuju snažne tokove materijala bogate produktima nuklearnih reakcija. Taj se materijal zatim miješa s preostalim plinom i stvara novu generaciju zvijezda s posebnim kemijskim sastavom.
“Naš model pokazuje da samo nekoliko iznimno masivnih zvijezda može ostaviti trajni kemijski potpis na čitavom skupu,” objašnjava Mark Gieles. “Time po prvi put povezujemo fiziku nastanka kuglastih skupova s kemijskim karakteristikama koje danas promatramo.”
Kako dodaju Laura Ramírez Galeano i Corinne Charbonnel sa Sveučilišta u Ženevi, već se znalo da nuklearne reakcije u središtima takvih divovskih zvijezda mogu stvoriti specifične obrasce elemenata, ali tek sada postoji model koji pokazuje kako te zvijezde prirodno nastaju u masivnim skupovima.
Zbog svoje kratkotrajnosti, taj se proces odvija prije nego što bilo koja zvijezda eksplodira kao supernova, pa plin unutar skupa ostaje “čist”, bez kasnijeg onečišćenja teškim elementima.
Zvijezde koje su stvarale galaksije
Uloga tih masovnih zvijezda ne završava na kuglastim skupovima. Znanstvenici vjeruju da su one oblikovale i prve galaksije, dajući im sjaj i kemijsku složenost koju danas otkrivamo pomoću svemirskog teleskopa James Webb (JWST).
“Iznimno masivne zvijezde mogle su imati presudnu ulogu u stvaranju prvih galaksija,” kaže Paolo Padoan s Dartmouth Collegea i ICCUB-IEEC-a. “Njihova svjetlina i kemijska proizvodnja prirodno objašnjavaju dušikom obogaćene protogalaksije koje JWST sada otkriva u ranom svemiru.”
Kad njihovo kratko, burno postojanje završi, ove zvijezde kolabiraju u crne rupe srednjih masa, teže od stotinu Sunčevih masa, koje bi danas mogli otkriti kroz signale gravitacijskih valova.
Ovaj model prvi put povezuje tri velika poglavlja svemirske povijesti: nastanak zvijezda, evoluciju kuglastih skupova i rađanje prvih crnih rupa. Ako je točno, iznimno masivne zvijezde bile su središnji likovi kozmičke priče, istodobno su stvarale svjetlost, obogaćivale svemir i otvarale put prema stvaranju galaksija.
Kuglasti skupovi koje danas vidimo na nebu možda su, zapravo, tiha svjedočanstva vremena kada su prve zvijezde gorjele tisuću puta snažnije od Sunca i oblikovale temelje svega što je došlo poslije
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
