James Webb sjónaukinn uppgötvaði efnamerki stærstu stjarna alheimsins

James Webb geimsjónaukinn hjálpaði stjörnufræðingum að uppgötva fyrstu efnamerki ofurstórstjarna, „himinskrímslnanna“ sem brunnu með birtu milljóna sóla í alheiminum snemma.

Hingað til hafa stærstu stjörnur sem sést hafa nokkurs staðar haft um það bil 300 sinnum massa meira en sólin okkar. En ofurstjarnan sem lýst er í nýju rannsókninni er talin hafa massa á milli 5 og 000 sólir.

Hópur evrópskra vísindamanna á bak við rannsóknina setti áður fram kenningu um tilvist risastjarna árið 2018 til að reyna að útskýra einn af stærstu ráðgátum stjörnufræðinnar. Í áratugi hafa stjörnufræðingar undrast hversu gríðarlega fjölbreytt samsetning hinna ýmsu stjarna er safnað saman í svokallaðar kúluþyrpingar.

Þessar þyrpingar, aðallega mjög gamlar, geta innihaldið milljónir stjarna í tiltölulega litlu rými. Framfarir í stjörnufræði hafa leitt í ljós vaxandi fjölda kúluþyrpinga, sem talið er að séu týndi hlekkurinn á milli fyrstu stjarna alheimsins og fyrstu vetrarbrautanna.

Vetrarbrautin okkar, sem hefur meira en 100 milljarða stjarna, hefur um 180 kúluþyrpingar. En eftir stendur spurningin: Hvers vegna eru stjörnurnar í þessum þyrpingum með svo fjölbreytt efnafræðileg frumefni, þrátt fyrir að þau hafi líklega öll fæðst á svipuðum tíma, úr sama gasskýinu?

Margar stjörnur innihalda frumefni sem krefjast gífurlegs hita til að framleiða, eins og ál, sem krefst allt að 70 milljóna gráðu hita. Þetta er langt yfir því hitastigi sem talið er að stjörnur nái í kjarna sínum, um 15-20 milljón gráður á Celsíus, sem er svipað og hitastig sólarinnar.

Vísindamennirnir lögðu því fram mögulega lausn: ofurstjarna sem var að springa spýtir út efna-"mengun". Þeir benda til þess að þessar massamiklu stjörnur séu fæddar eftir árekstra í þéttpökkuðum kúluþyrpingum. Corinne Charbonnel, stjarneðlisfræðingur við háskólann í Genf og aðalhöfundur rannsóknarinnar, sagði við AFP að „eitthvað eins og fræstjarna muni gleypa fleiri og fleiri stjörnur.

Að lokum mun það verða „eins og risastór kjarnakljúfur, stöðugt fóðraður með efni, sem mun kasta miklu magni af því,“ bætti hún við. Þessi „mengun“ sem kastað er út mun aftur fæða ungana og mynda stjörnur og gefa þeim meira úrval efna því nær sem þær eru ofurstórstjörnunni, bætti hún við. En liðið þarf enn athuganir til að staðfesta kenningu sína.

Þeir fundu þær í vetrarbrautinni GN-z11, sem er í meira en 13 milljarða ljósára fjarlægð - ljósið sem við sjáum frá henni birtist aðeins 440 milljón árum eftir Miklahvell. Hún var uppgötvað af Hubble geimsjónauka árið 2015 og átti þar til nýlega metið yfir elstu vetrarbrautina sem mælst hefur.

Það gerði hann að augljósu aðalmarkmiði fyrir eftirmann Hubble sem öflugasta geimsjónaukann, James Webb, sem hóf að gefa út fyrstu athuganir sínar á síðasta ári. Webb gaf tvær nýjar vísbendingar: ótrúlegan þéttleika stjarna í kúluþyrpingum og, síðast en ekki síst, tilvist mikið magn af köfnunarefni.

Myndun köfnunarefnis krefst sannarlega mikillar hitastigs, sem vísindamenn telja að aðeins sé hægt að búa til með ofurstórstjörnu. „Þökk sé gögnum sem James Webb geimsjónaukinn safnaði, teljum við okkur hafa fundið fyrstu vísbendingu um tilvist þessara óvenjulegu stjarna,“ sagði Charbonnel í yfirlýsingu og kallaði stjörnurnar „himnesk skrímsli“.

Ef kenning liðsins fyrr var „eins konar ummerki um ofurstórstjörnu okkar, þá er þetta eins og að finna bein,“ sagði Charbonnel. „Við erum að hugsa um höfuð dýrsins á bak við þetta allt,“ bætti hún við.

En það er lítil von að við munum nokkurn tíma geta fylgst beint með þessu dýri. Samkvæmt vísindamönnum er líftími risastjarna aðeins um tvær milljónir ára - augnablik á alheimstímaskalanum.

Hins vegar grunar þá að kúluþyrpingarnar hafi verið til fyrir um tveimur milljörðum ára og þeir gætu enn fundið fleiri ummerki um ofurstórstjörnurnar sem þær gætu einu sinni hafa innihaldið.

Lestu líka:

• Einkafyrirtæki ætlar að endurvekja Spitzer geimsjónauka NASA til lífsins
• James Webb sjónaukinn uppgötvaði vatn í kringum halastjörnu í smástirnabeltinu