James Webb Svemirski Teleskop, kao vrhunac tehnološkog dostignuća, otvara nove horizonte u istraživanju svemira. Ovaj inovativni instrument omogućava znanstvenicima da prodru u najudaljenije i najmisterioznije regije kozmosa, pružajući pogled na neke od najstarijih zvijezda koje su ikada postojale. Sposobnosti ovog teleskopa nadmašuju sve što je do sada viđeno u astronomskim promatranjima.
Svemirske prapovijesne zvijezde bile su ključne u ranom svemiru. Nastale su iz praiskonskih elemenata stvorenih Velikim praskom, bez prisutnosti metala. Ove zvijezde su imale zadaću sintetizirati prve metale i širiti ih kroz mladi svemir. JWST je već postigao napredak u otkrivanju nekih od najranijih galaksija svemira. No, postavlja se pitanje – može li otkriti i prve zvijezde?
Potraga za prvim galaksijama predstavlja izuzetan izazov, koji je bio jedan od ključnih motiva za razvoj JWST-a. Svjetlost ovih dalekih objekata pomaknuta je prema crvenom kraju spektra, u infracrveno područje, što je upravo područje u kojem JWST se ističe. Provodeći opsežna promatranja dubokog polja u infracrvenom spektru, teleskop je uspio locirati neke od najstarijih galaksija.
Ipak, prve zvijezde su čak i starije od ovih galaksija. One su se formirale otprilike 50 do 100 milijuna godina nakon Velikog praska, donoseći svjetlost i označavajući kraj tzv. Mračnog doba svemira. Prema mišljenju astrofizičara, te su zvijezde bile enormnih dimenzija, s masama do 1.000 puta većim od mase našeg Sunca.
Novo istraživanje, pod nazivom “Otkrivanje i karakterizacija visoko uvećanih zvijezda s JWST-om: Mogućnosti pronalaska populacije III,” bit će objavljeno u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Rad je već dostupan na otvorenom serveru arXiv, a glavni autor je Erik Zackrisson s Odjela za fiziku i astronomiju Sveučilišta u Uppsali u Švedskoj.
Autori ističu: “Zbog nedostatka efikasnih sredstava za hlađenje i fragmentacije u kemijski neobogaćenom plinu u ovim ranim epohama, smatra se da su zvijezde populacije III, koje nisu sadržavale metale, karakterizirane izuzetno visokim masama, u rasponu od oko 10 do 1000 solarnih masa.”
Za promatranje ovih drevnih, masivnih zvijezda, JWST će se osloniti na pojavu gravitacijskog lećenja. “Gravitacijsko lećenje može učiniti vidljivima pojedinačne visokomjerne zvijezde na kozmološkim udaljenostima. U posljednjih nekoliko godina otkrivene su neke izuzetno uvećane zvijezde na crvenim pomacima z oko 6,” pojašnjavaju autori. Na z oko 6, svjetlost putuje više od 12,7 milijardi svjetlosnih godina da bi dosegla Zemlju.
Gravitacijsko lećenje koristi se u situacijama gdje masivni objekt, poput skupine galaksija, leži između nas i promatranog objekta. Svjetlost od ciljanog objekta, prolazeći pokraj ovog gravitacijskog leća, pojačava se, čineći inače nevidljive objekte vidljivima.
Epoha ponovne ionizacije
Prve zvijezde nalaze se na crvenom pomaku od približno z=20. JWST bi trebao biti u mogućnosti detektirati svjetlost ovih zvijezda ukoliko iskoristi fenomen gravitacijskog lećenja. Ako to postigne, teleskop će nam početi pružati opservacijske dokaze o periodu u ranoj povijesti svemira koji je do sada bio uglavnom poznat samo kroz teoriju: Epoha ponovne ionizacije (EoR).
Tijekom EoR-a, svemir je bio obavijen gustim, neprozirnim maglom vodikovog plina. Kada su se formirale prve zvijezde, njihovo ultraljubičasto svjetlo ponovno je ioniziralo taj plin, omogućujući proputovanje svjetlosti. Ovo je bio ključni korak u evoluciji svemira, stoga je pronalaženje nekih od ovih drevnih zvijezda populacije III od izuzetne važnosti.
Ove prve zvijezde su zanimljive i na druge načine te su oblikovale naš svemir. Bile su iznimno masivne, milijunima puta sjajnije od Sunca, i kratkog su životnog vijeka u usporedbi s zvijezdom poput našeg Sunca. Završile su ili kao supernove ili se srušile u crne rupe. One koje su postale crne rupe progutale su plin i druge zvijezde te su postale prvi kvazari svemira. Astrofizičari vjeruju da su se ti kvazari razvijali kroz proces akrecije i spajanja, postajući supermasivne crne rupe koje danas nalazimo u središtima galaksija poput Mliječne staze.
One koje su eksplodirale kao supernove također su odigrale ključnu ulogu. Stvorile su elemente teže od vodika i helija, koji su se potom širili svemirom kada su eksplodirale. Kasnije zvijezde sadržavale su neke od tih metala, a ovi metali su također formirali stjenovite tijela. Prije supernova populacije III, nije postojala mogućnost stjenovitih planeta, a time ni života. Stoga su ove ogromne, drevne zvijezde, bilo da su završile kao supernove ili crne rupe, postavile temelje za svemir kakav danas poznajemo.
Uspjeh JWST-a neće rezultirati spektakularnim slikama ovih zvjezdanih predaka. Umjesto toga, bit će to podaci. Analiza i interpretacija tih podataka, kako bi se utvrdilo prisustvo zvijezda populacije III, predstavlja složen i zahtjevan zadatak. Ovaj projekt predstavlja izazov kako za sam svemirski teleskop, tako i za znanstvenike koji s njim rade.
Osim toga, teško je spektroskopski razlikovati zvijezde obogaćene metalima od zvijezda siromašnih metalima populacije III. Komplikaciju predstavlja činjenica da su većina ovih masivnih zvijezda vjerojatno u binarnim sustavima, što dodatno komplicira analizu svjetlosnih signala. Također, ako su zvijezde relativno mlade, mogu biti okružene maglovitim vodikom, što otežava interpretaciju svjetlosnih signala.
Ako JWST uspije identificirati neke od ovih prapovijesnih zvijezda, to će biti još jedan veliki uspjeh za ovaj već sada revolucionarni teleskop. Ovakav uspjeh ne samo da potvrđuje njegovu važnost, već i odražava predanost i stručnost tima koji ga upravlja, kao i sposobnost teleskopa da ispunjava ambiciozne znanstvene ciljeve.
James Webb Svemirski Teleskop predstavlja vrhunac u astronomskim istraživanjima, a njegova potencijalna otkrića o prvim zvijezdama mogla bi pružiti nove uvide u rani svemir i procese koji su oblikovali njegovu strukturu. Ovo razdoblje u astronomiji i istraživanju svemira obilježeno je velikim uzbuđenjem i očekivanjima, pri čemu JWST predvodi znanstvenu avanturu, otkrivajući tajne koje su do sada bile skrivene u dubinama svemira.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
