Астрофизики, возможно, нашли следы самых массивных звезд Вселенной

Астрофизики могут иметь доказательства существования наиболее массивных звёзд во Вселенной. В галактике, расположенной на значительном удалении, учёные зафиксировали необычно высокий уровень азота. Такое количество этого элемента может указывать на присутствие звёзд-гигантов, масса которых достигает до 10 000 солнечных масс. Это открытие может помочь разобраться, каким образом возникли сверхмассивные чёрные дыры на заре космоса, а также прояснить механизмы формирования первых галактик и процессы, повлиявшие на раннюю эволюцию Вселенной. Текущие представления о развитии звёзд основаны на изучении относительно близких космических объектов. Ранее учёные предполагали, что существует верхний предел массы для звёзд, который не превышает 120 солнечных масс. Превышение этого порога могло бы привести к разрушению звезды внутренними силами. Все теории, объясняющие эволюцию галактик, включая Млечный Путь, исходят из этого предположения. Хотя данное правило удобно для описания стандартных условий, оно не является абсолютным. При чрезвычайно большой массе звезда излучает значительное количество энергии, что приводит к «давлению» на внешние слои и вызывает интенсивную потерю материи. В результате внешние слои начинают сдуваться в космическое пространство, и звезда активно теряет вещество. Поэтому в обычных условиях формирование сверхтяжёлых звёзд затруднено. Тем не менее, наблюдения и некоторые современные модели показывают, что в определённых обстоятельствах, при низкой концентрации «металлов» (в астрономии так называют все элементы тяжелее гелия) или высокой скорости притока вещества из окружающего газового облака, могут формироваться гораздо более массивные звёзды. Примером могут служить звёзды первого поколения, так называемые звёзды населения III. Они формировались из первичного газа, состоящего в основном из водорода и гелия, который практически не содержал «металлов». Такой газ хуже охлаждался, что позволяло ему собираться в более плотные и крупные структуры, которые затем коллапсировали в очень массивные протозвезды. Другими словами, в ранней Вселенной существовали условия, способствующие появлению отдельных очень массивных звёзд, масса которых могла достигать сотен и даже тысяч солнечных масс. Однако теория о массивных звёздах населения III остаётся гипотезой. До сих пор их никто не наблюдал напрямую. Существуют кандидаты на эту роль, но они пока остаются лишь потенциальными объектами. Обычно такие звёзды ищут по косвенным признакам, например, по необычным химическим отпечаткам в очень старых галактиках. Ещё одна большая загадка ранней Вселенной — сверхмассивные чёрные дыры, масса которых достигает сотен миллионов или даже миллиардов солнечных масс. Учёные обнаруживают их в галактиках, сформировавшихся через 500–700 миллионов лет после Большого взрыва. По времени излучения эти галактики были молодыми, а в их центрах уже находились огромные чёрные дыры. Считается, что им не хватило бы времени вырасти до таких колоссальных размеров из обычных «звёздных» семян. Учёные уже много лет пытаются понять, как эти чёрные дыры стали такими гигантами.