Морамо разговарати о мрачном добу. Не нијеоне мрачно доба након пада западног Римског царства. И морамо разговарати о космичкој зори: рођењу првих звезда, бурној епохи која је лице космоса у потпуности преобликовала у његов модерни облик.
Те прве звезде су можда у потпуности другачије од свега што видимо у садашњем универзуму. А можда ћемо, ако будемо имали среће, бити у прилици да их први пут видимо.
Прво морамо да поставимо малу мистерију.
Сви већ знамо како настају црне рупе. Огромна звезда, негде северно од осам пута веће од нашег сунца, живи свој кратак, али предвидив живот, спајајући водоник у хелијум. Тада му понестаје водоника и почиње топити хелијум. Тада му понестаје хелијума и почиње сагоревање тежих ствари, крећући се према периодичној таблици док не налети на гвожђе. Талиште гвожђа усисава енергију уместо да ослобађа енергију и тако ништа не може зауставити грозни гравитациони колапс звезде. Све се стисне у малени обим, а сада имате црну рупу.
Временом се црна рупа може сусрести и појести друге црне рупе или се само усисати на околни међузвездани материјал, све више повећавајући сјај. Уз довољно времена и довољно хране, црна рупа може набрекнути и постати гигант - супермасивни див. Ова бића вребају у срцима галаксија и лако врше лествицу огромних милиона и више пута веће од масе нашег сунца.
Нови материјал и даље опада - само зато што је црна рупа гигантска, не значи да је глад умањена - и док гас падне у зрели део црне рупе, он се сажима и загрева, блистајући светлије него што вреди галаксија Звездице. Овај објект има неколико имена - квазар, блазар, активно галактичко језгро - али сви они значе исту ствар: џиновска црна рупа јехрањење.
То је све добро и добро и помало застрашујуће, али ево проблема. Квазаре видимо у веома далеком универзуму, што значи да у њему видимо и квазаремлад универзуму, кад није било ни милијарду година (да, то је младо за универзум). А поступак који сам управо описао (формирање великих звезда, пуштање их да живе и умиру, стварање црне рупе, пуштање да се храни до гангантских размера) траје много дуже од милијарду година.
Како је наш свемир тако брзо створио монструозне црне рупе?
Ако уобичајена рута квадрата звезда-> црна рупа-> изгледа да не функционише у раном свемиру, време је да размотрите алтернативе. Пречице. Брже руте за стварање великих црних рупа које наша запажања траже. А најбржи начин да се направи супермасивна црна рупа је започети са супермасивном звездом.
Колико супермасивно? Шта кажете на 100.000 соларних маса, да ли вам је то довољно велико?
Такве звезде једноставно не постоје у данашњем универзуму. Ако покушаш да то све скупишствари у довољно компактну запремину да га претворите у звезду, интеракције и нестабилности ће га фрагментирати попут толико распадајућег колача од кекса у вашим рукама, формирајући пуно нормалних звезда уместо иједног монструма. Зато мислимо да су звезде преко 100 соларних маса данас изузетно ретке.
Али ера Козмичке Зоре била је другачија времена. За једно, још увек нису постојали тешки елементи - нуклеарни ковачи нису довољно дуго радили да би загађивали међузвездне пловне путеве. Зрачење из тих додатних елемената је одличан начин за хлађење гасног облака и покретање његове фрагментације на мање комаде. Друго, млади космос био је преплављен ултраљубичастим зрачењем високе енергије од наглог рођења других, мањих звезда. Ово зрачење раздваја молекулски водоник, још један кључни пут за хлађење и фрагментирање џиновског облака гаса.
Дакле, док су опет ретки, услови су можда били управо на крају космичког мрачног доба да би се створиле џиновске и чак надмоћне звезде: довољно материјала могло је да се улива у довољно мали обим без да се подели, рађајући огромну звезду.
Ове џиновске звезде водиле би кратке животе и срушиле се директно у велике црне рупе, прелазећи уобичајени пут до прављења квазара.
Ово звучи као сјајна идеја, али у науци се велике идеје требају суочити са доказима пре него што почнемо да верујемо у њих. У овом случају, било би прилично корисно имати фотографију једне од тих гаргантуанских звезда пре него што претворили су се у црне рупе, а затим у квазаре.
То је тешко, јер је доба када су ове звезде живеле и умирале далеко од нас. А те звезде, док су још увек биле дивовске по звезданим стандардима, биле су веома веома мале, што их је чинило још теже уочити на овим екстремним даљинама.
Али можда ћемо једном добити паузу. Недавне симулације ових чудних звијезда откривају да су изненађујуће цоол, чија температура има површину негдје између 6 000-8000 Келвина, што даје њиховим површинама интензиван црвени сјај. А захваљујући невероватној маси, веома су светли, пушући светлошћу интензитетом од десет милијарди сунца. Ова комбинација чистоће и дубоког црвенила значи да су потенцијално видљиве у инфрацрвеним таласним дужинама за неке наредне мисије.
Мисије попут свемирског телескопа Јамес Вебб, инструмента посебно дизајнираног за лов на прве звезде. Ако су надмоћне звезде постојале у тим одавно прошлим временима и ако би неке од њих имале довољно среће да преживе у ери у којој су њихова браћа већ почела да се претварају у црне рупе чудовишта, што их чини само малим ближим погледом, постоји шанса да директно сликајте се.
Какав би то био призор.
Прочитајте још: „О детекцији супермасивних примордијалних звезда“
