Новая модель: как сверхмассивные звезды сформировали древнейшие шаровые скопления Вселенной

Международная группа исследователей представила прорывной теоретический подход, объясняющий формирование старейших звездных структур Вселенной — шаровых скоплений. Модель связывает их эволюцию с существованием Чрезвычайно Массивных Звезд (ЧМЗ). Работа, опубликованная в авторитетном издании «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», открывает новую перспективу на раннюю космическую историю.

В основе концепции лежит предположение, что в турбулентных газовых условиях ранней Вселенной могли формироваться звезды с массой, превышающей тысячу солнечных масс, достигая, по оценкам, 10 000 масс Солнца. Эти гиганты, несмотря на крайне короткий срок жизни — всего один-два миллиона лет, — успевали сжигать водород и испускать мощнейшие звездные ветры. Эти ветры несли продукты высокотемпературного горения, которые затем смешивались с окружающим газом, создавая условия для рождения новых поколений звезд с уникальным, «загрязненным» химическим составом.

Ключевыми фигурами в исследовании являются профессор Марк Гилес из Института Космологических Наук Университета Барселоны (ICCUB) и Института Космических Исследований Каталонии (IEEC), а также соавтор Паоло Падоан из Дартмутского колледжа. Профессор Падоан отметил, что данная концепция хорошо согласуется с данными, получаемыми телескопом Джеймса Уэбба (JWST), указывая на решающую роль ЧМЗ в формировании первых галактик.

Шаровые скопления, представляющие собой плотные скопления сотен тысяч или миллионов звезд, являются древнейшими «архивами» космоса, чей возраст превышает 10 миллиардов лет. Их аномальный химический состав, включающий повышенные уровни азота, гелия, кислорода, натрия, магния и алюминия, долгое время оставался загадкой. Новая модель предлагает элегантное объяснение: эти химические «отпечатки» были оставлены продуктами жизнедеятельности ЧМЗ до того, как их взрывы в качестве сверхновых успели бы изменить состав газа.

Исследователи также предполагают, что коллапс этих колоссальных звезд, вероятно, привел к образованию черных дыр промежуточной массы, которые могут быть обнаружены в будущем посредством гравитационных волн. Таким образом, работа выстраивает целостную картину, объединяющую физику звездообразования, эволюцию скоплений и раннее химическое обогащение. Современные наблюдения JWST выявили повышенное содержание азота в ранних галактиках, что, согласно модели, является прямым следствием доминирования в них скоплений, сформированных под влиянием ЧМЗ.