Το James Webb ενδέχεται να εντόπισε τα πρώτα άστρα του Σύμπαντος

Το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο που έχει εκτοξευθεί ποτέ, το James Webb Space Telescope (JWST), ίσως μόλις έριξε φως στις απαρχές του Σύμπαντος. Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακοίνωσε ότι ενδέχεται να έχει εντοπίσει τα πρώτα άστρα που σχηματίστηκαν μετά το Big Bang, μια ανακάλυψη που, αν επιβεβαιωθεί, θα αλλάξει όσα γνωρίζουμε για τη γένεση των γαλαξιών.

Τα άστρα αυτά, γνωστά ως Population III, θεωρούνται οι «πρώτοι πυρσοί» του Σύμπαντος, κολοσσιαία σώματα που σχηματίστηκαν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο, πριν υπάρξουν τα βαρύτερα στοιχεία που δημιούργησαν οι επόμενες γενιές άστρων. Η νέα μελέτη βασίζεται σε δεδομένα του JWST και σε ένα εντυπωσιακό φυσικό φαινόμενο που είχε προβλέψει ο Albert Einstein πριν από περισσότερο από έναν αιώνα: τον βαρυτικό φακό.

Η ομάδα, με επικεφαλής τον Eli Visbal, αναπληρωτή καθηγητή αστροφυσικής στο University of Toledo, εντόπισε έναν απομακρυσμένο αστρικό σχηματισμό, γνωστό ως LAP1-B, περίπου 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτό σημαίνει ότι το φως που κατέγραψε το τηλεσκόπιο ξεκίνησε το ταξίδι του μόλις 800 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, όταν το Σύμπαν ήταν ακόμα στα πρώτα του βήματα.

Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι ο LAP1-B περιέχει άστρα Population III λόγω των ιδιαίτερων φασματικών χαρακτηριστικών του. Οι αναλύσεις του φωτός έδειξαν έντονες εκπομπές υψηλής ενέργειας, κάτι που συνάδει με τα θεωρητικά μοντέλα για τα πρώτα άστρα. Οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν επίσης πως πρόκειται για τεράστια άστρα, καθένα με μάζα περίπου εκατό φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Αυτή η τεράστια μάζα, σε συνδυασμό με το περιβάλλον χαμηλής μεταλλικότητας (δηλαδή σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο), ενισχύει την υπόθεση ότι ανήκουν στην πρώτη γενιά αστρικών σωμάτων.

Αν οι υπολογισμοί επιβεβαιωθούν, αυτή θα είναι η πρώτη άμεση ανίχνευση άστρων Population III. Αν και παλαιότερες έρευνες είχαν υποδείξει πιθανά ίχνη τους, όπως εκείνη του 2024 που εντόπισε ύποπτες ενδείξεις στον γαλαξία GN-z11, η συγκεκριμένη παρατήρηση φαίνεται να πληροί για πρώτη φορά όλα τα θεωρητικά κριτήρια που έχουν τεθεί: σχηματισμός σε καθαρό, πρωτογενές περιβάλλον, ύπαρξη λίγων αλλά τεράστιων άστρων και κατανομή μαζών που συμβαδίζει με τα κοσμολογικά μοντέλα της πρώτης εποχής μετά το Big Bang.

Το JWST, με το κάτοπτρο των 6,5 μέτρων και τα εξαιρετικά ευαίσθητα υπέρυθρα όργανά του, είναι το μόνο τηλεσκόπιο ικανό να παρατηρήσει τόσο αχνά αντικείμενα σε τέτοιες αποστάσεις. Ωστόσο, ο LAP1-B δεν θα ήταν ορατός χωρίς τη βοήθεια ενός φυσικού «μεγεθυντικού φακού»: του βαρυτικού φακού που σχηματίστηκε από τον γαλαξιακό σχηματισμό MACS J0416, ο οποίος βρίσκεται μπροστά από τον LAP1-B στη γραμμή θέασης.

Το φαινόμενο του βαρυτικού φακού, που αποδεικνύει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Einstein, προκαλείται όταν ένα τεράστιο αντικείμενο καμπυλώνει τον χωροχρόνο γύρω του, με αποτέλεσμα να λυγίζει και να μεγεθύνει το φως ενός πιο μακρινού αντικειμένου. Στην περίπτωση αυτή, ο MACS J0416 λειτούργησε σαν κοσμικός φακός, ενισχύοντας το φως του LAP1-B αρκετά ώστε να μπορεί να το ανιχνεύσει το James Webb.

Οι φασματικές γραμμές που κατέγραψε το τηλεσκόπιο, αρχικά στην υπεριώδη περιοχή, έχουν «τεντωθεί» στο υπέρυθρο φάσμα λόγω της διαστολής του Σύμπαντος, ένα ακόμη στοιχείο που επιβεβαιώνει την ακραία απόσταση και ηλικία του σχηματισμού. Το JWST, σχεδιασμένο ακριβώς για τέτοιου είδους υπέρυθρες παρατηρήσεις, αποδείχθηκε ιδανικό για την αναζήτηση αυτών των σχεδόν μυθικών άστρων.

Η ανακάλυψη των άστρων Population III δεν είναι απλώς μια ιστορική στιγμή για την κοσμολογία. Μπορεί να προσφέρει κρίσιμες πληροφορίες για το πώς εξελίχθηκαν οι πρώτοι γαλαξίες. Αυτά τα άστρα, που σχηματίστηκαν μέσα σε μικρές «φωλιές» Σκοτεινής Ύλης, θεωρείται ότι έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στο χτίσιμο των μεγαλύτερων δομών που βλέπουμε σήμερα στο Σύμπαν. Με την καύση τους, παρήγαγαν βαριά στοιχεία όπως άνθρακα, οξυγόνο και σίδηρο, που εμπλούτισαν το αρχέγονο νέφος αερίων και επέτρεψαν τη δημιουργία πλανητών και, τελικά, ζωής.

[source]