Tysiące razy większe od Słońca. Takie gwiazdy kiedyś istniały
Choć trudno to sobie wyobrazić, to Słońce stanowi 99,86 proc. masy całego Układu Słonecznego, wszystkie planety, księżyce, planetoidy i komety mieszczą się w pozostałych 0,14 proc. Jak zatem można sobie wyobrazić hipotetyczną gwiazdę o masie tysięcy razy większej od masy Słońca?
Międzynarodowy zespół kierowany przez Marka Gielesa z Uniwersytetu w Barcelonie przedstawił model, który tłumaczy, jak właśnie takie ekstremalnie masywne gwiazdy wpływały na powstanie najstarszych gromad kulistych we Wszechświecie.
W najmasywniejszych gromadach turbulentny gaz miał sprzyjać narodzinom gwiazd o masach od 1 tys. do 10 tys. razy większych od masy Słońca. Te krótko istniejące (im gwiazda masywniejsza, tym krócej żyje) obiekty w trakcie swojego życia emitowały silne wiatry gwiezdne zawierające produkty spalania wodoru, które mieszały się z gazem piewotnym w swoim otoczeniu. Z tak zmienionego chemicznie gazu powstawały kolejne, odrębne populacje gwiazd, które do dzisiaj zachowują charakterystyczną sygnaturę chemiczną swoich monstrualnych poprzedniczek.
Gromady kuliste to zdecydowanie jedne z najpiękniejszych obiektów nocnego nieba. W rzeczywistością są to skupiska setek tysięcy lub nawet milionów gwiazd związanych ze sobą grawitacyjnie. Większość z nich ma ponad 10 mld lat, co oznacza, że powstawały na wczesnym etapie historii wszechświata. Dla porównania Słońce i krążące wokół niego planety mają zaledwie 4,5 mld lat. Gromady kuliste od dawna zaskakiwały astronomów nietypowymi wzorami pierwiastków: zmianami zawartości helu, azotu, tlenu, sodu, magnezu i glinu. Najnowsza koncepcja wskazuje, że ich nietypowa charakterystyka chemiczna to właśnie ślad po ekstremalnie masywnych gwiazdach, które zdążyły odcisnąć na nich piętno zanim w gromadach doszło do pierwszych eksplozji supernowych.
W skali kosmicznej to był błyskawiczny proces
Autorzy podkreślają, że zmiany te zachodziły szybko, w ciągu jednego do dwóch mln lat. Dzięki temu gaz w gromadzie pozostawał wolny od domieszki po supernowych, a powstające gwiazdy przejmowały sygnatury chemiczne z wysokoenergetycznych wiatrów emitowanych przez ekstremalnie masywne gwiazdy (EMS). Jak się okazuje, hipoteza ta doskonale łączy fizykę formowania gromad z obserwacjami wielokrotnych populacji gwiazd w gromadach kulistych.
Badacze wskazują też szersze konsekwencje dla ewolucji galaktyk. Wszystko wskazuje bowiem na to, że bogate w azot odległe galaktyki wykrywane przez teleskop Jamesa Webba mogą być zdominowane przez gromady obfitujące w EMS. Wysoka jasność i produkcja pierwiastków przez te gwiazdy naturalnie może tłumaczyć obserwowane protogalaktyki wzbogacone w azot.
Warto tutaj zwrócić uwagę na jeszcze jeden aspekt. Tak masywne gwiazdy kończąc życie, po prostu ulegały kolapsowi zamieniając się w czarne dziury o masach pośrednich (IMBH), przekraczających 100 mas Słońca. Takie obiekty mogłyby ujawniać się w sygnałach fal grawitacyjnych.
