Paleontolodzy od dawna przyjmują fakt, że dinozaury nie wyginęły. Ewoluowały. Współczesne ptaki są ich żyjącymi potomkami. Teraz astronomowie zaglądający w głębiny kosmosu za pomocą Teleskopu Jamesa Webba widzą coś podobnego. Być może słynne „Małe czerwone kropki” nie są reliktami wczesnego Wszechświata, które straciły wszelką nadzieję. Zamiast tego mogą to być embrionalne formy obiektów, które widzimy dzisiaj. Mianowicie ogromne, gęsto upakowane grupy gwiazd zwane gromadami kulistymi.
To właśnie w 2022 roku obiekty te stały się prawdziwym bólem głowy dla badaczy. Teleskop zaczął wykrywać je w dużych ilościach. Pojawiły się zaledwie 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Potem po prostu… przestali się pojawiać. Zanim Wszechświat miał 2 miliardy lat, ich ślady zaginęły. Zniknął. Na zawsze.
Dlaczego znikają? A jakie one są?
Przez pewien czas wiodącą teorią była hipoteza „gwiazd czarnych dziur”. Uważano, że są to czarne dziury ukryte pod grubymi warstwami gazu i pyłu. Jednak nowy artykuł z Uniwersytetu Teksasu w Austin sugeruje inną ścieżkę ewolucyjną. A co jeśli te czerwone kropki nie są ślepą uliczką? A jeśli są to fabryki budujące pierwsze gromady kuliste?
Połączenie z supermasywnymi gwiazdami
John Chisholm, lider grupy, ujmuje to prosto. Nie muszą to być jakieś dziwne anomalie, które nie mają żadnego związku z teraźniejszością.
„Zamiast tego Małe Czerwone Kropki mogą przetrwać poza wczesnym Wszechświatem, ewoluując w coś stosunkowo znajomego.”
Mechanizm jest specyficzny. Tworząca się gromada kulista potrzebuje „serca”. Zespół sugeruje, że to serce jest „supermasywną gwiazdą”. Hipotetycznie są to krótkotrwałe obiekty gwiezdne, które kompresują od 1000 do 10 000 mas naszego Słońca w jednej przestrzeni. Jądro Małej Czerwonej Kropki może zawierać właśnie taką potworną gwiazdę, gorącą i jasną.
Ale dlaczego jest to ważne? Ponieważ wyjaśnia tajemnicę chemiczną, która od dziesięcioleci wprawia naukowców w zakłopotanie.
Spójrz na gromadę kulistą w naszej galaktyce Drogi Mlecznej. Jest ich co najmniej 150. Zwykle widzimy je dopiero po miliardach lat. W tym czasie masywne gwiazdy już umarły. Gaz rozproszył się. Dynamiczne procesy zaburzyły ich pierwotną strukturę. Niezwykle trudno jest zrekonstruować, jak zaczęły istnieć.
Jednak gwiazdy wewnątrz mają dziwną chemię. Są przesycone helem, azotem, sodem i glinem. Brakuje im węgla, tlenu i magnezu, których można by oczekiwać od pierwotnego gazu (który pierwotnie składał się tylko z wodoru i helu).
Mike Boylan-Kolchin, kolejny członek grupy, wskazuje wymaganą temperaturę.
„Ten konkretny wzór wskazuje na syntezę jądrową w bardzo wysokich temperaturach, znacznie wyższych niż w jądrach nawet zwykłych masywnych gwiazd”.
Zwykłe gwiazdy nie są w stanie „ugotować” materii w tak rygorystyczny sposób.
Supermasywne gwiazdy są zdolne. Tworzą się w gęstych, chaotycznych warunkach wczesnych gromad kulistych. Gwiazdy zderzają się i łączą raz po raz. powstała bestia jest wystarczająco gorąca, aby wytworzyć specyficzny ślad chemiczny. Ale nie trwają długo. Supermasywna gwiazda może żyć tylko milion lat. Dla porównania, nasze Słońce ma 4,6 miliarda lat. To jest chwila.
Kiedy taka gwiazda umiera – eksplodując jako supernowa – wyrzuca utworzone przez siebie pierwiastki w przestrzeń kosmiczną. Następna generacja gwiazd dziedziczy tę dziwną chemię. To dlatego współczesne gromady kuliste wyglądają tak, jak wyglądają.
Czas i masa
Łączy ich nie tylko chemia. Jest też czas.
Małe czerwone kropki pojawiają się, gdy Wszechświat ma 600 milionów lat. To jest dokładnie moment, w którym naukowcy podejrzewają, że gromady kuliste powinny zacząć się formować. Rozkład również jest zgodny: wczesne punkty znajdują się tam, gdzie powinny znajdować się wczesne skupiska. A matematyka się zgadza: modele ewolucji Małej Czerwonej Kropki pokazują, że jej masa może z łatwością skurczyć się lub przekształcić w masę współczesnej gromady kulistej.
Chisholm zauważa, że cykl życia w postaci „punktu” jest niezwykle krótki.
“W naszym modelu supermasywna gwiazda… będzie żyła tylko przez krótki czas. Kiedy ta gwiazda umrze, obiekt może nie wyglądać już jak Mała Czerwona Kropka, nawet jeśli sama gromada przetrwa miliardy lat.”
Zatem punkt znika, ponieważ jego cecha charakterystyczna (supermasywna gwiazda) umiera. Sam klaster pozostaje.
Boylan-Kolchin ostrożnie zauważa, że nie jest to jeszcze dowód. Nie bardzo.
„W tym momencie nie ma ani jednego «wystrzału» (rozstrzygającego dowodu), który wskazywałby, że Małe Czerwone Kropki są gromadami kulistymi, ale hipoteza ta wyjaśniałaby różnorodne i nieoczekiwane obserwacje.”
Jednak korespondencja jest bliska. To wyjaśnia zniknięcie. Wyjaśnia chemię. Koordynuje ramy czasowe.
Wszechświat jest złożony. Obiekty się zmieniają. To, co we wczesnych danych wydawało się tymczasowym błędem, może być po prostu fazą wzrostu czegoś trwałego. Przyzwyczailiśmy się uważać gromady kuliste za statyczne, starożytne relikty. Być może nigdy nie były statyczne. Być może ciągle się zmieniali, obserwowali z ciemności podczerwonej i czekali, aż zostaną zrozumiani.
