กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ ค้นพบลายเซ็นทางเคมีของดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ค้นพบสัญลักษณ์ทางเคมีดวงแรกของดาวฤกษ์มวลมหาศาล ซึ่งเป็น "สัตว์ประหลาดบนท้องฟ้า" ที่แผดเผาด้วยความสว่างของดวงอาทิตย์หลายล้านดวงในเอกภพในยุคแรกเริ่ม

จนถึงขณะนี้ ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่สุดที่สำรวจได้ทุกแห่งมีมวลประมาณ 300 เท่าของดวงอาทิตย์ของเรา แต่ดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่อธิบายไว้ในการศึกษาใหม่นี้คาดว่าจะมีมวลระหว่าง 5 ถึง 000 ดวง

ก่อนหน้านี้ทีมนักวิจัยชาวยุโรปที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาได้ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของดาวฤกษ์มวลมหาศาลในปี 2018 เพื่อพยายามอธิบายหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวงการดาราศาสตร์ เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่นักดาราศาสตร์รู้สึกงงงวยกับความหลากหลายขององค์ประกอบของดาวต่างๆ ที่รวมตัวกันอยู่ในกระจุกดาวทรงกลม

กระจุกดาวเหล่านี้ซึ่งส่วนใหญ่มีอายุมาก สามารถบรรจุดาวฤกษ์นับล้านดวงในพื้นที่ขนาดค่อนข้างเล็กได้ ความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์ได้เผยให้เห็นกระจุกดาวทรงกลมจำนวนมากขึ้น ซึ่งเชื่อว่าเป็นจุดเชื่อมโยงที่ขาดหายไประหว่างดาวฤกษ์ดวงแรกของเอกภพกับดาราจักรดวงแรก

กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราซึ่งมีดาวฤกษ์มากกว่า 100 พันล้านดวง มีกระจุกดาวทรงกลมประมาณ 180 กระจุกดาว แต่คำถามยังคงอยู่: เหตุใดดาวฤกษ์ในกระจุกดาวเหล่านี้จึงมีองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลาย ทั้งๆ ที่ความจริงแล้วพวกมันทั้งหมดอาจถือกำเนิดขึ้นในเวลาเดียวกัน จากกลุ่มก๊าซเดียวกัน

ดาวหลายดวงประกอบด้วยธาตุที่ต้องใช้ความร้อนปริมาณมหาศาลในการผลิต เช่น อะลูมิเนียม ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิสูงถึง 70 ล้านองศาเซลเซียส อุณหภูมินี้สูงกว่าอุณหภูมิที่ดาวฤกษ์คาดว่าจะไปถึงในแกนกลางมาก คือประมาณ 15-20 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิของดวงอาทิตย์

ดังนั้น นักวิจัยจึงเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้: ดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่กำลังระเบิดกำลังพ่น "มลพิษ" ทางเคมีออกมา พวกเขาเสนอว่าดาวมวลมากเหล่านี้เกิดจากการชนกันอย่างต่อเนื่องในกระจุกดาวทรงกลมที่อัดแน่น คอรินน์ ชาร์บอนเนล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเจนีวาและผู้เขียนนำผลการศึกษา กล่าวกับเอเอฟพีว่า "ดาวฤกษ์เมล็ดพืชจะดูดกลืนดวงดาวมากขึ้นเรื่อยๆ"

ในท้ายที่สุด มันจะกลายเป็น "เหมือนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่ ที่ป้อนสสารอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะกำจัดมันออกไปเป็นจำนวนมาก" เธอกล่าวเสริม "มลพิษ" ที่ขับออกมานี้จะป้อนอาหารแก่ดาวฤกษ์อายุน้อยที่กำลังก่อตัว ทำให้พวกมันมีสารเคมีหลากหลายมากขึ้นเมื่อพวกมันเข้าใกล้ดาวฤกษ์มวลมหาศาลมากขึ้น เธอกล่าวเสริม แต่ทีมยังคงต้องการการสังเกตเพื่อยืนยันทฤษฎีของพวกเขา

พวกเขาพบพวกมันในกาแลคซี GN-z11 ซึ่งอยู่ห่างออกไปมากกว่า 13 พันล้านปีแสง แสงที่เราเห็นจากมันปรากฏขึ้นเพียง 440 ล้านปีหลังจากบิกแบง มันถูกค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี พ.ศ. 2015 และจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ได้บันทึกดาราจักรที่เก่าแก่ที่สุดที่สังเกตได้

นั่นทำให้มันกลายเป็นเป้าหมายหลักที่ชัดเจนสำหรับผู้สืบทอดตำแหน่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทรงพลังที่สุดของฮับเบิล เจมส์ เว็บบ์ ซึ่งเริ่มปล่อยผลการสำรวจครั้งแรกเมื่อปีที่แล้ว เวบบ์เสนอเบาะแสใหม่ XNUMX ข้อ ได้แก่ ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมที่เหลือเชื่อ และที่สำคัญที่สุดคือ การมีไนโตรเจนจำนวนมาก

การก่อตัวของไนโตรเจนต้องการอุณหภูมิที่สูงมาก ซึ่งนักวิจัยเชื่อว่าดาวฤกษ์มวลมหาศาลเท่านั้นที่สามารถสร้างได้ “ด้วยข้อมูลที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ เราเชื่อว่าเราได้พบเงื่อนงำแรกเกี่ยวกับการมีอยู่ของดวงดาวที่ไม่ธรรมดาเหล่านี้” ชาร์บอนเนลกล่าวในแถลงการณ์ และเรียกดวงดาวเหล่านี้ว่า “สัตว์ประหลาดบนท้องฟ้า”

หากก่อนหน้านี้ทฤษฎีของทีมคือ "ร่องรอยของดาวฤกษ์มวลมหาศาลของเรา มันก็เหมือนกับการค้นหากระดูก" ชาร์บอนเนลกล่าว “เรากำลังคิดเกี่ยวกับหัวของสัตว์ร้ายที่อยู่เบื้องหลังทั้งหมดนี้” เธอกล่าวเสริม

แต่มีความหวังเล็กน้อยว่าเราจะสามารถสังเกตเห็นสัตว์ร้ายตัวนี้ได้โดยตรง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ อายุขัยของดาวฤกษ์มวลมหาศาลนั้นมีอายุเพียงประมาณสองล้านปีเท่านั้น ซึ่งเป็นช่วงเวลาหนึ่งในช่วงเวลาของจักรวาล

อย่างไรก็ตาม พวกเขาสงสัยว่ากระจุกดาวทรงกลมนั้นมีอยู่ประมาณสองพันล้านปีก่อน และพวกเขาอาจยังพบร่องรอยของดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่พวกมันเคยมีอยู่

อ่านเพิ่มเติม:

• บริษัทเอกชนแห่งหนึ่งวางแผนที่จะนำกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของ NASA กลับมามีชีวิตอีกครั้ง
• กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ ค้นพบน้ำรอบๆ ดาวหางในแถบดาวเคราะห์น้อย