Астрономы связали таинственные объекты JWST с происхождением шаровых скоплений

Астрономы из Техасского университета в Остине под руководством Джона Чисхолма предложили новую теорию, которая связывает загадочные «маленькие красные точки», обнаруженные телескопом Джеймс Уэбб, с происхождением шаровых скоплений. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters и предполагает, что эти яркие компактные объекты ранней Вселенной могут быть не отдельным классом небесных тел, а ранней стадией эволюции хорошо известных шаровых скоплений — плотных групп древних звезд.

С момента первых снимков космического телескопа Джеймс Уэбб астрономы ломали голову над природой странных объектов, которые получили название «маленькие красные точки». Они появились всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва, были невероятно яркими, компактными и излучали смесь красного и ультрафиолетового света, а затем, спустя примерно 1,5 миллиарда лет, словно исчезли из поля зрения телескопов.

Ученые предлагали разные объяснения: от сверхмассивных черных дыр, окруженных плотными газовыми облаками, до необычных галактик. Однако новое исследование американских астрономов предлагает совершенно иной взгляд, который одновременно отвечает на две давние загадки.

Авторы работы утверждают, что «маленькие красные точки» могут быть не чем иным, как молодыми шаровыми скоплениями, которые впоследствии превратились в те плотные звездные образования, которые мы наблюдаем сегодня в нашей и других галактиках. Шаровые скопления это древние сгустки из сотен тысяч или даже миллионов звезд, которые вращаются вокруг галактических центров.

В Млечном Пути их насчитывается около полутора сотен, но до сих пор никто точно не знал, как они возникли. Дело в том, что мы видим их уже в зрелом возрасте, спустя миллиарды лет эволюции, когда самые массивные звезды в них давно погасли, газ рассеялся, а исходная структура сильно изменилась под действием гравитации. Восстановить их начальные условия оказалось крайне сложно.

Ключом к разгадке стал необычный химический состав некоторых шаровых скоплений. Астрономы заметили, что в них много гелия, азота, натрия и алюминия, но при этом мало углерода, кислорода и магния. Такое соотношение указывает на ядерные реакции, протекавшие при экстремально высоких температурах, гораздо выше, чем в ядрах даже самых крупных обычных звезд. Исследователи предположили, что такой «отпечаток» могла оставить сверхмассивная звезда, масса которой в сотни тысяч раз превышает солнечную.

Она могла возникнуть в центре молодого шарового скопления, когда звезды в его плотном ядре сталкивались и сливались друг с другом, постепенно формируя гигантскую звезду. Эта сверхмассивная звезда работала как мощная термоядерная печь, производя необычные химические элементы, а когда она взрывалась или угасала, она выбрасывала это вещество в окружающее пространство, «заражая» им следующее поколение звезд, а это именно те химические аномалии, которые мы видим сегодня.

Но самое интригующее в том, что такая сверхмассивная звезда по своим наблюдательным характеристикам как раз соответствовала бы «маленькой красной точке». Она была бы очень яркой, компактной и излучала бы в том же диапазоне, что и загадочные объекты JWST. После смерти этой центральной звезды скопление переставало выглядеть как красная точка, но само скопление продолжало существовать и эволюционировать в течение миллиардов лет, превращаясь в то самое шаровое скопление, которое мы видим сегодня. Таким образом, исчезновение «маленьких красных точек» из поля зрения телескопов не означает их гибели, они просто меняли свой облик.

В пользу этой гипотезы говорят и другие совпадения. Во-первых, пространственное распределение этих объектов в ранней Вселенной примерно соответствует тому, как распределены шаровые скопления в наши дни. Во-вторых, расчетные массы «маленьких красных точек» легко укладываются в диапазон масс современных шаровых скоплений.

И наконец, временной промежуток, когда существовали эти красные точки, как раз совпадает с периодом, когда, по оценкам, должны были формироваться древнейшие шаровые скопления. Все эти линии доказательств сошлись в одной точке, хотя авторы признают, что пока нет абсолютно неопровержимого подтверждения.

Исследователи не утверждают, что их модель является окончательной истиной, но они настаивают на том, что гипотеза о связи «маленьких красных точек» с рождением шаровых скоплений через промежуточную стадию сверхмассивной звезды заслуживает самого серьезного внимания. Если она верна, то загадочные объекты, которые казались чуждыми и непонятными, на самом деле являются прародителями хорошо знакомых нам звездных сообществ, а их исчезновение лишь смена облика, а не исчезновение с космической сцены. Таким образом, одно исследование предлагает элегантное решение сразу двух астрономических головоломок, открывая новый взгляд на эволюцию звездных скоплений в ранней Вселенной.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях