Teleskop Jamesa Webba (JWST) mógł dokonać przełomowego odkrycia: odkryto pierwsze gwiazdy, które narodziły się wkrótce po Wielkim Wybuchu. Te pierwotne gwiazdy, znane jako gwiazdy populacji III (POP III), teoretycznie powstały w początkach Wszechświata i istnieją powody, by sądzić, że zostały zarejestrowane w odległej galaktyce zwanej LAP1-B.
Znaczenie gwiazd populacji III
Gwiazdy POP III mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia wczesnej ewolucji Wszechświata. Powstały, zanim Wszechświat wzbogacił się w cięższe pierwiastki, czyli składały się prawie wyłącznie z wodoru i helu. Gwiazdy te były prawdopodobnie masywne, być może setki razy większe od masy naszego Słońca, a ich istnienie pomaga wyjaśnić, w jaki sposób pierwsze galaktyki wyłoniły się z „kosmicznych ciemnych wieków”, okresu zanim Wszechświat został oświetlony światłem gwiazd.
Jak dokonano odkrycia
Światło z LAP1-B potrzebowało 13 miliardów lat, aby dotrzeć do JWST, co oznacza, że widzimy galaktykę taką, jaką była zaledwie 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ogromna odległość powoduje, że galaktyka jest przyćmiona, ale zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym umożliwiło jej obserwację. Przewidywane przez Alberta Einsteina soczewkowanie grawitacyjne ma miejsce, gdy grawitacja masywnego obiektu (w tym przypadku gromady galaktyk oddalonej o 4,3 miliarda lat świetlnych) załamuje i intensyfikuje światło pochodzące z bardziej odległego obiektu. Dzięki temu efektowi „szkła powiększającego” LAP1-B stał się widoczny dla potężnych czujników podczerwieni JWST.
Dowody wskazują na pierwotne gwiazdy
Na podstawie kilku kluczowych wskaźników naukowcy uważają, że gwiazdy w LAP1-B to gwiazdy POP III:
- Niska metaliczność: Gaz otaczający gwiazdy nie zawiera prawie żadnych ciężkich pierwiastków, co jest zgodne z oczekiwanym składem pierwotnych gwiazd.
- Masywne gromady: gwiazdy wydają się być zgrupowane w gromady o masie około 1000 mas Słońca, co jest zgodne z teoretycznymi modelami powstawania gwiazd POP III.
- Era rejonizacji: Galaktykę obserwuje się w epoce rejonizacji, kiedy pierwsze gwiazdy i galaktyki przekształciły gaz obojętny w plazmę, wyznaczając koniec kosmicznych ciemnych wieków.
Dlaczego to jest ważne
Odkrycie gwiazd POP III było głównym celem kosmologii. Gwiazdy te dostarczają wskazówek na temat najwcześniejszych etapów powstawania galaktyk, właściwości ciemnej materii i pierwotnych warunków wszechświata. Odkrycie sugeruje, że soczewkowanie grawitacyjne może być potężnym narzędziem do poszukiwania innych gwiazd POP III na ekstremalnych odległościach.
„Jeśli gwiazdy LAP1-B rzeczywiście są gwiazdami III populacji, jest to pierwsza detekcja tych pierwotnych gwiazd” – powiedział Eli Visbal, kierownik zespołu z Uniwersytetu w Toledo.
Następne kroki
Naukowcy planują bardziej szczegółowe symulacje, aby potwierdzić wyniki i zbadać przejście od gwiazd POP III do gwiazd nowszych generacji. Odkrycie otwiera nowe okno na wczesną historię Wszechświata, obiecując dalszy wgląd w pochodzenie galaktyk i ewolucję kosmosu.
