James Webb-teleskopet opdagede de kemiske signaturer af de største stjerner i universet

James Webb-rumteleskopet hjalp astronomer med at opdage de første kemiske signaturer af supermassive stjerner, "himmelmonstrene", der brændte med lysstyrken fra millioner af sole i det tidlige univers.

Indtil nu har de største stjerner observeret nogen steder haft en masse omkring 300 gange vores Sols masse. Men den supermassive stjerne, der er beskrevet i det nye studie, anslås at have en masse mellem 5 og 000 sole.

Holdet af europæiske forskere bag undersøgelsen har tidligere teoretiseret eksistensen af ​​supermassive stjerner i 2018 i et forsøg på at forklare et af astronomiens største mysterier. I årtier har astronomer været forundret over den enorme mangfoldighed af sammensætningen af ​​de forskellige stjerner samlet i såkaldte kuglehobe.

Disse hobe, for det meste meget gamle, kan indeholde millioner af stjerner i et relativt lille rum. Fremskridt inden for astronomi har afsløret et stigende antal kuglehobe, som menes at være det manglende led mellem universets første stjerner og de første galakser.

Vores Mælkevejsgalakse, som har mere end 100 milliarder stjerner, har omkring 180 kuglehobe. Men spørgsmålet står tilbage: Hvorfor har stjernerne i disse hobe så mange forskellige kemiske grundstoffer, på trods af at de sandsynligvis alle blev født på nogenlunde samme tid, fra den samme gassky?

Mange stjerner indeholder grundstoffer, der kræver enorme mængder varme at producere, såsom aluminium, der kræver temperaturer på op til 70 millioner grader celsius. Dette er langt over den temperatur, som stjerner menes at nå i deres kerne, omkring 15-20 millioner grader celsius, hvilket svarer til solens temperatur.

Så forskerne foreslog en mulig løsning: en supermassiv stjerne, der eksploderede, udspyder kemisk "forurening". De antyder, at disse massive stjerner er født fra successive kollisioner i tætpakkede kuglehobe. Corinne Charbonnel, en astrofysiker ved universitetet i Genève og hovedforfatter af undersøgelsen, fortalte AFP, at "noget som en frøstjerne vil absorbere flere og flere stjerner."

I sidste ende vil det blive "som en enorm atomreaktor, kontinuerligt fodret med stof, som vil kaste en stor mængde af det af," tilføjede hun. Denne udstødte "forurening" vil til gengæld fodre de unge og danne stjerner, hvilket giver dem et større udvalg af kemikalier, jo tættere de er på den supermassive stjerne, tilføjede hun. Men holdet har stadig brug for observationer for at bekræfte deres teori.

De fandt dem i galaksen GN-z11, som er mere end 13 milliarder lysår væk – det lys, vi ser fra den, dukkede op kun 440 millioner år efter Big Bang. Det blev opdaget af Hubble-rumteleskopet i 2015 og havde indtil for nylig rekorden for den ældste observerede galakse.

Det gjorde det til et åbenlyst primært mål for Hubbles efterfølger som det mest kraftfulde rumteleskop, James Webb, der begyndte at frigive sine første observationer sidste år. Webb tilbød to nye spor: den utrolige tæthed af stjerner i kuglehobe og, vigtigst af alt, tilstedeværelsen af ​​store mængder nitrogen.

Dannelsen af ​​nitrogen kræver virkelig ekstreme temperaturer, som forskerne mener kun kan skabes af en supermassiv stjerne. "Takket være data indsamlet af James Webb-rumteleskopet, tror vi, at vi har fundet det første spor til eksistensen af ​​disse ekstraordinære stjerner," sagde Charbonnel i en erklæring, der også kalder stjernerne for "himmelske monstre."

Hvis tidligere holdets teori var "et slags spor af vores supermassive stjerne, så er det som at finde en knogle," sagde Charbonnel. "Vi tænker på dyrets hoved bag alt dette," tilføjede hun.

Men der er lidt håb om, at vi nogensinde vil være i stand til direkte at observere dette udyr. Ifølge videnskabsmænd er levetiden for supermassive stjerner kun omkring to millioner år - et øjeblik i den kosmiske tidsskala.

De har dog mistanke om, at kuglehobe eksisterede for omkring to milliarder år siden, og de kan stadig finde flere spor af de supermassive stjerner, som de måske engang har indeholdt.

Læs også:

• Et privat firma planlægger at bringe NASAs Spitzer-rumteleskop til live igen
• James Webb-teleskopet opdagede vand omkring en komet i asteroidebæltet