Astronomové objevili důkazy, které naznačují existenci superhmotných hvězd, které by mohly být tisíckrát až desetitisíckrát těžší než Slunce. Pokud tyto hvězdy opravdu existují, mohli bychom tím vyřešit kosmickou záhadu týkající se vzniku extrémně hmotných černých děr.
Některá z nejvzdálenějších galaxií vykazují chemické důkazy, že skrývají superhmotné hvězdy o hmotnosti až deset tisíc sluncí. Tato zjištění pocházejí z pozorování provedených pomocí teleskopu Jamese Webba.
Podivný fenomén superhmotných hvězd
Tyto obrovské hvězdy jsou pozoruhodné, protože hvězdy ve známém vesmíru mají určitou maximální hmotnost. „Veškeré naše modely pro evoluci galaxií předpokládají, že hvězdy nemohou být těžší než přibližně 120 hmotností Slunce,“ říká astrofyzik Devesh Nandal z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. „Samozřejmě existují myšlenky o hvězdách, které by mohly být ještě hmotnější, ale nikdy nebylo pozorováno nic konkrétního.“
Studie galaxie GS 3073
V posledních letech astronomové pozorovali tři objekty, které jsou typické pro tento fenomén. Nandal a jeho kolegové zkoumali pozorování Jamese Webba u vzdálené galaxie nazývané GS 3073. V jejich datech našli neobyčejně vysoké množství dusíku. To není zcela neobvyklé, neboť vysoké koncentrace dusíku byly zaznamenány i v jiných stejně vzdálených galaxiích.
V těchto galaxiích lze vysoké obsahy dusíku vysvětlit. Běžné hvězdy a další kosmické procesy mohou tyto hodnoty vytvářet. Avšak v případě GS 3073 to neplatí, říká Nandal. Množství dusíku je zde jednoduše příliš vysoké.
Hypotetické primární hvězdy
Modely naznačují, že hypotetická primární hvězda, známá jako Populace-III hvězda, může být obrovská. Tyto modely předpokládají, že během svého vývoje vytvářejí mnohem více dusíku než běžné hvězdy. Nandal a jeho kolegové spočítali, že skupina Populace-III hvězd s hmotnostmi od tisíce do desetitisíce Sluncí by mohla objasnit nadbytek dusíku v GS 3073. „Naše práce je dosud nejpřesvědčivějším důkazem existence takových superhmotných Populace-III hvězd v raném vesmíru,“ dodává.
Kritika a alternativní teorie
Někteří astronomové však zpochybňují, zda Populace-III hvězdy mohou vysvětlit pozorované údaje nebo zda se vůbec hodí do tohoto obrazu. „Populace-III hvězdy mohou vzniknout pouze v téměř nedotčeném prostředí, kde je jen málo prvků těžších než helium,“ říká astrofyzik Robert Maiolino z Univerzity v Cambridge. „GS 3073 je však chemicky poměrně zralé galaxie, takže to nevypadá jako prostředí, kde byste očekávali Populaci-III hvězdy.“
Podle fyzika Johna Regana z Maynooth University v Irsku to může být také prostě zvláštní galaxie. „Když pozorujeme raný vesmír, ve skutečnosti vidíme pouze podivné, extrémně exotické galaxie. Těžko tedy říct, že bychom tam neměli očekávat superhmotné hvězdy, protože by to bylo příliš podivné. Tenkrát bylo všechno podivné,“ dodává.
Význam pro vznik černých děr
Existence těchto obrovských hvězd by mohla pomoci porozumět vzniku superhmotných černých děr, které se objevily „příliš brzy“ ve vesmíru. Pokud vznikly z těchto superhmotných hvězd místo z běžných, mohli by mít „startovní výhodu“, což by vysvětlovalo, jak mohly v relativně krátkém čase dosáhnout tak obrovské velikosti.
Potvrzení, že dusíkem bohaté galaxie jako GS 3073 skutečně obsahují superhmotné hvězdy, bude obtížné. To vyžaduje další chemická měření, která poskytují důkazy pro tyto podivné giganti. „Je velmi těžké opravdu posílit důkaz. Nezískáme ho jednoduše,“ říká Regan. „Ale toto signál je skutečně silný.“
