Gwiazdy populacji III to takie, które — w ogromnym uproszczeniu — powstały jako pierwsze ze wszystkich. Jeśli najnowsze obserwacje dokonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba potwierdzą obecność owych prastarych obiektów, będziemy mogli (w ramach obserwacji) cofnąć się do momentu, gdy wszechświat był jeszcze młody i nienasycony cięższymi pierwiastkami. Im bardziej zbliżymy się do przeszłości Wszechświata, tym więcej dowiemy się na temat nas samych i naszej roli w kosmosie.
Wszystko, co nas otacza: od planet, aż po ciała, zawiera pierwiastki, które powstały w gwiazdach. Te, które uformowały się jako pierwsze, były inne od wszystkich, które znamy. Tworzyły się wyłącznie z wodoru i helu, pierwotnych gazów powstałych po Wielkim Wybuchu, i nie zawierały ani krzty cięższych pierwiastków: węgla, tlenu lub żelaza. Przez dekady ich istnienie było jedynie teorią. JWST natomiast najprawdopodobniej wywraca naukę do góry nogami i prezentuje nam pierwsze dobre dowody na ich istnienie. Zaczęło się jednak od zaobserwowania zupełnie innego tworu.
Odkryto bardzo ciekawą galaktykę oznaczoną jako GLIMPSE-16043 i według naukowców może ona zawierać właśnie takie gwiazdy. Astronomowie z Massachusetts Institute of Technology i Uniwersytetu Lizbońskiego zastosowali opracowaną przez siebie, szczególną metodę przeszukiwania danych z JWST. Zamiast mozolnego analizowania widm setek tysięcy galaktyk, skupili się na specyficznych sygnaturach – silnych liniach emisyjnych wodoru i helu przy jednoczesnym braku tych typowych dla cięższych pierwiastków. To zaś pozwoliło wytypować dwóch kandydatów, spośród których GLIMPSE-16043 wydaje się najlepszym.
Czytaj również: Webb zbadał ekspansję Wszechświata. Oto, co mu wyszło
Gdybyśmy mogli cofnąć się w czasie o ponad 13 miliardów lat, ujrzelibyśmy kosmos składający się głównie z wodoru i helu. W takich warunkach powstające gwiazdy osiągałyby niebotyczne rozmiary – byłyby nawet 1000 razy większe od Słońca. Tak niesamowite masy były wynikiem unikalnych procesów formowania się, w których brak cięższych pierwiastków sprawiał, że gaz samoistnie zapadał się w ogromne chmury i nie był w stanie skutecznie się schłodzić.
Życie tych kolosów było jednak bardzo krótkie – maksymalnie kilka milionów lat. Następnie eksplodowały w potężnych supernowych, wyrzucając w przestrzeń pierwsze cięższe pierwiastki. Takie właśnie eksplozje rozpoczęły proces chemicznego wzbogacania Wszechświata, torując drogę dla późniejszych gwiazd, planet, aminokwasów i... ostatecznie też życia.
GLIMPSE-16043 pasuje do założeń teoretycznych, niemniej astronomowie nadal muszą ostatecznie potwierdzić, że rzeczywiście mamy do czynienia z gwiazdami populacji III. Istnieje kilka alternatywnych wyjaśnień dla sytuacji w owej galaktyce. Może to być na przykład chmura pierwotnego gazu oświetlona przez materię wpadającą do czarnej dziury. Może to być również przypadkowa gromada młodych gwiazd w znacznie bliższej galaktyce, która po prostu imituje widmo podobne dla tego dotyczącego gwiazd III populacji.
Badacze planują wykonać w tym zakresie spektroskopię wysokiej rozdzielczości, co pozwoli jednoznacznie określić skład chemiczny galaktyki. JWST ma już zarezerwowany czas na obserwacje tego obiektu w czerwcu.
Jeśli odkrycie zostanie potwierdzone, będzie to jedno z najważniejszych wydarzeń w historii astronomii. Po raz pierwszy będziemy mogli dokładnie zbadać procesy, które doprowadziły do narodzin chemicznie złożonego wszechświata. Możliwe, że niektóre współczesne gwiazdy w Drodze Mlecznej są bezpośrednimi „dziećmi” gwiazd populacji III, co oznacza, że ślady owych obiektów są wciąż obecne w "dostępnym" (przede wszystkim wizualnie) dla nas Wszechświecie.
Badania nad gwiazdami populacji III to kolejne ważne odkrycie Webba. Czy GLIMPSE-16043 okaże się przełomem w astrofizyce? Możliwe, że tak — są na to ogromne szanse. Czerwcowe, uzupełniające badania dostarczą nam jednoznacznych odpowiedzi.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
