Astronomi desetljećima pokušavaju rekonstruirati kako su izgledale prve zvijezde koje su se pojavile nakon Velikog praska. Te prastare tvornice elemenata oblikovale su kemijski sastav svemira, stvorile uvjete za nastanak novih generacija zvijezda i otvorile put formiranju prvih planeta. Dugo se vjerovalo da su to bila golema tijela, stotine ili tisuće puta masivnija od Sunca, kratkog i burnog života koji završava u spektakularnim eksplozijama supernova.
No, nova otkrića (ovdje i ovdje) objavljena u prvoj polovici 2025. godine donose drukčiju sliku. Dva neovisna istraživanja pokazuju da su u ranim oblacima plina možda nastajale i znatno manje zvijezde, dugovječnije i tiše, a neke bi se mogle skrivati u svemiru i danas. Ako je to točno, priča o nastanku prvih zvijezda i planeta možda će se morati pisati iznova.
Rani svemir možda je bio kemijski aktivniji nego što se mislilo
Profesor Luke Keller s Ithaca koledža objašnjava da su prvi izvori svjetlosti u svemiru nastajali iz gotovo čistog vodika i helija. Golemi oblaci plina, široki nekoliko svjetlosnih godina, urušavali su se pod vlastitom gravitacijom sve dok se u njihovim središtima nisu oblikovala gusta, užarene jezgre. U tim jezgrama započinje nuklearna fuzija, proces u kojem se atomi spajaju stvarajući nove elemente i oslobađajući goleme količine energije. Takve prve zvijezde bile su pravi svemirski divovi, milijune puta sjajniji od Sunca, ali kratkog vijeka: gorjele su burno i brzo, iscrpivši svoje gorivo u samo nekoliko milijuna godina.
“Takve zvijezde nisu imale vremena niti materijala za stvaranje planeta”, navodi Keller. “Njihovi životi završavali su u eksplozijama supernova, šireći teže elemente poput ugljika, kisika i željeza.” Manje zvijezde, čija masa ne prelazi dvostruku masu Sunca, razvijaju se znatno sporije i mogu živjeti milijardama godina. Ako su nastale već u prvim stotinama milijuna godina svemira, možda ih i danas možemo vidjeti.
Ključnu ulogu imalo je hlađenje ranih oblaka plina i njihov postupni kolaps. Ti protostelarni oblaci bili su iznenađujuće topli, približno na sobnoj temperaturi, što je stvaralo unutarnji tlak koji se suprotstavljao gravitaciji i usporavao urušavanje. Samo najmasivnije nakupine imale su dovoljno gravitacijske sile da nadvladaju taj otpor i stvore divovske zvijezde.
No, novo istraživanje pod vodstvom fizičara Floriana Grussiea iz Instituta Max Planck za nuklearnu fiziku otkriva da je ulogu mogao odigrati neočekivan igrač: helijev hidrid, molekula HeH⁺, prvi poznati kemijski spoj u svemiru. U laboratoriju i pomoću računalnih modela pokazali su da je taj rijedak spoj možda bio puno prisutniji nego što se mislilo. Helijev hidrid reagira s vodikovim deuteridom (HD) i stvara molekularni vodik (H₂), ključan za hlađenje oblaka. Kada se H₂ pobudi, zrači infracrveno svjetlo i snižava temperaturu, čineći kolaps oblaka lakšim i omogućujući nastanak manjih zvijezda.
Takvi procesi sugeriraju da je kemija ranog svemira bila dinamičnija nego što se vjerovalo. Ako su oblaci mogli stvarati dovoljno molekularnog vodika, niže mase mogle su se hladiti, a gravitacija bi imala priliku stvoriti manje zvijezde, navode istraživači.
Turbulencija i fragmentacija: kako kaos stvara red
U drugom radu, objavljenom u srpnju 2025., tim koji je vodio astrofizičar Ke-Jung Chen s Tajvanskog instituta za astronomiju i astrofiziku Academia Sinica koristio je napredni simulacijski softver kako bi proučio protok plina u ranim oblacima.
Model pokazuje da turbulencija, nepravilno, kaotično gibanje plina, može razlomiti gole oblake na niz manjih nakupina, a svaka od njih može biti kolijevka za zvijezdu niže mase.
Rezultati sugeriraju da su se prve zvijezde formirale u mnogo širem rasponu veličina nego što se ranije vjerovalo: od onih sličnih Suncu do divova četrdeset puta masivnijih. To je daleko manje od tisućustrukih masa koje su spominjale starije teorije. Ako je taj scenarij točan, neke od tih manjih zvijezda mogle bi i danas postojati, iako jedva vidljive, skrivene među najstarijim populacijama naše galaksije.
Njihovo otkrivanje bit će iznimno zahtjevno. Zvijezde male mase isijavaju vrlo malo svjetlosti i teško ih je uočiti čak i najosjetljivijim teleskopima. Nekoliko potencijalnih kandidata već je zabilježeno, no nijedan još nije potvrđen s potpunom sigurnošću. Kako tehnologija napreduje, potraga za tim tihim svjedocima prvih poglavlja svemira tek je na početku.
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.
