Teleskop Jamesa Webba (JWST), najpotężniejszy w historii ludzkości, mógł sfotografować pierwsze gwiazdy we wszechświecie. Przełomowe odkrycie, opisane 27 października w The Astrophysical Journal Letters, może zrewolucjonizować nasze rozumienie powstawania galaktyk i najwcześniejszych chwil po Wielkim Wybuchu.
Uważa się, że te nieuchwytne gwiazdy, znane jako gwiazdy III generacji lub „ciemne gwiazdy”, powstały wkrótce po narodzinach Wszechświata, około 13,8 miliarda lat temu. Wyobraźcie sobie kolosalne olbrzymy – milion razy masywniejsze od naszego Słońca i emitujące miliard razy więcej światła. Uważa się, że powstały z pierwotnych materiałów: wodoru i helu, stopionych w obszarach zdominowanych przez ciemną materię.
Zespół kierowany przez astrofizyka Eli Visbala z Uniwersytetu w Toledo uważa, że odkrył te prymitywne gwiazdy znajdujące się w odległej gromadzie zwanej LAP1-B, oddalonej o niewiarygodne 13 miliardów lat świetlnych stąd.
Co sprawia, że to odkrycie jest tak ekscytujące? Unikalne widzenie w podczerwieni teleskopu pozwoliło mu przeniknąć ogromne odległości w przestrzeni kosmicznej i przeanalizować słabe światło pochodzące z tych starożytnych kolebek gwiazd. Kluczowe wskazówki wskazują na gwiazdy III generacji:
- Analiza widmowa światła: Światło emitowane przez gwiazdy wykazuje charakterystyczne linie emisyjne, które wskazują na wysoką moc wyjściową energii, co jest zgodne z modelami teoretycznymi gwiazd III generacji.
- Masy gwiazd: Analiza widmowa wskazuje również na wyjątkowo duże gwiazdy – każda około 100 razy masywniejsza od naszego Słońca – co jest zgodne z przewidywaniami dotyczącymi tych wczesnych olbrzymów.
Podczas gdy JWST już wcześniej sugerował możliwość wykrywania gwiazd III generacji w innych galaktykach, LAP1-B dostarcza bardziej przekonujących dowodów. Obserwacja ta spełnia trzy ważne warunki teoretyczne: powstawanie w środowisku ubogim w metale, agregację w małe gromady zdominowane przez masywne gwiazdy oraz zgodność z przewidywanym początkowym rozkładem masy – takim jak rozkład masy gwiazd w młodej populacji gwiazd.
Warto zauważyć, że JWST nie byłby w stanie zobaczyć LAP1-B bez pomocy soczewkowania grawitacyjnego, zjawiska przewidzianego przez Alberta Einsteina. Grupa galaktyk tła działała jak kosmiczne szkło powiększające, obracając i wzmacniając światło odległej gromady gwiazd, dzięki czemu było wyraźniejsze dla JWST.
To odkrycie nie dotyczy jedynie obserwacji starożytnych gwiazd; chodzi o zrozumienie, w jaki sposób same galaktyki nabyły swój kształt. Ponieważ uważa się, że gwiazdy III generacji powstały w małych strukturach ciemnej materii, które później połączyły się w większe galaktyki, badanie ich dostarcza wglądu w najwcześniejsze etapy powstawania i ewolucji struktury kosmicznej. Dostarczają nawet wskazówek na temat tego, jak galaktyki wzbogaciły się w pierwiastki ciężkie („metale”) w wyniku gwiezdnej nukleosyntezy – procesu, w którym gwiazdy tworzą pierwiastki cięższe od wodoru i helu.
Teleskop Jamesa Webba w dalszym ciągu zmienia nasze rozumienie kosmosu, oświetlając najsłabsze iskry pierwszych generacji gwiazd we wszechświecie i zapewniając bezcenny wgląd w najwspanialszy krajobraz w historii kosmosu.
