"Małe Czerwone Kropki" z JWST. Trop do powstania gromad kulistych?

Obserwacje z teleskopu Jamesa Webba ponownie skierowały uwagę astronomów na tajemnicze obiekty określane jako "Małe Czerwone Kropki". Te źródła światła z bardzo wczesnego Wszechświata mogą być brakującym etapem, który pozwoli wyjaśnić, jak narodziły się gromady kuliste znane z wielu galaktyk, także z Drogi Mlecznej.
Gromada Kulista NGC 6440 (kliknij, by powiększyć)Gromada Kulista NGC 6440
Radosław Kosarzycki
"Małe Czerwone Kropki" zostały wykryte już około 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Przez pewien czas wydawało się, że znikają, zanim Wszechświat osiągnie wiek 2 miliardów lat, co utrudniało interpretację ich natury. Nowe analizy wskazują jednak, że zamiast "zanikać", mogą przechodzić przemianę i ostatecznie stawać się gromadami kulistymi – ciasnymi, bogatymi w gwiazdy zgrupowaniami obserwowanymi współcześnie w galaktykach.
Początkowo rozważano różne wyjaśnienia: od scenariusza z czarną dziurą otoczoną gazem po zupełnie nowy typ zjawiska związanego z gwiazdami. Najnowsza hipoteza zespołu badawczego przesuwa jednak akcent na procesy zachodzące w rodzących się gromadach: "Małe Czerwone Kropki" mogłyby być etapem formowania się gromad kulistych, w którym pojawiają się wyjątkowo masywne gwiazdy. W proponowanym ujęciu miałyby one masę rzędu od 1 tys. do 10 tys. mas Słońca, co pozwala tłumaczyć nietypowe właściwości tych wczesnych obiektów.
Badacze z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin zwracają uwagę, że mimo dużej liczby gromad kulistych w dzisiejszym Wszechświecie ich geneza pozostaje otwartą kwestią. Danielle Berg podkreśliła, że zazwyczaj widać je dopiero po miliardach lat zmian, kiedy najmasywniejsze gwiazdy dawno już zniknęły i pozostają głównie stabilniejsze składniki oraz charakterystyczna struktura. To sprawia, że informacje z epoki, gdy takie układy dopiero się kształtowały, mają szczególną wartość dla odtworzenia ich historii.

WIDEO
Czy ten obiekt to pierwszy odkryty egzoksiężyc? Jest pewien problem


Jednym z najbardziej intrygujących problemów jest skład chemiczny gwiazd w gromadach kulistych. Oczekiwano by dominacji najlżejszych pierwiastków typowych dla wczesnego etapu kosmicznej historii, przede wszystkim wodoru i helu. Tymczasem obserwacje wskazują też na podwyższone poziomy m.in. azotu, sodu i aluminium. Mike Boylan-Kolchin zwrócił uwagę, że taki wzór sugeruje zachodzenie reakcji jądrowych w ekstremalnie wysokich temperaturach – wykraczających poza to, co zwykle wiąże się z "normalnymi" masywnymi gwiazdami.
W proponowanym scenariuszu kluczową rolę pełnią krótkowieczne, bardzo potężne gwiazdy tworzące się w młodej gromadzie poprzez częste zderzenia oraz łączenie się mniejszych gwiazd. Ich gwałtowne końce prowadzą do wyrzucania w przestrzeń nowo wytworzonych pierwiastków, które następnie mogą zasilać powstawanie kolejnych generacji gwiazd. Taka ścieżka rozwoju ma jednocześnie wyjaśniać nietypowe proporcje pierwiastków oraz to, jak z czasem zmienia się obserwowany wygląd "Małej Czerwonej Kropki" w trakcie jej ewolucji.
Naukowcy wskazują również na podobieństwa w rozmieszczeniu tych obiektów w bardzo wczesnym Wszechświecie względem tego, gdzie dziś w galaktykach najczęściej spotyka się gromady kuliste. Dodatkowo szacunki mas "Małych Czerwonych Kropek" mają mieścić się w zakresie typowym dla takich gwiezdnych zgrupowań. Istotna jest też zgodność czasowa: "Małe Czerwone Kropki" pojawiają się w epoce, którą wiąże się z formowaniem pierwszych gromad kulistych, co wzmacnia proponowaną interpretację.
Autorzy zastrzegają, że model nie zamyka jeszcze dyskusji o pochodzeniu gromad kulistych. Jednocześnie wskazują, że może on pomóc połączyć w spójną całość kilka trudnych do wyjaśnienia faktów dotyczących własności takich układów i ich ewolucji. Na tym etapie rezultaty są dostępne jako preprint, jednak już przyciągają uwagę środowiska naukowego jako obiecujący kierunek badań nad początkiem i rozwojem gromad kulistych.
Wybrane dla Ciebie
ZANIM WYJDZIESZ... NIE PRZEGAP TEGO, CO CZYTAJĄ INNI!