Il James Webb Space Telescope (JWST) ha trovato la prima prova che milioni di stelle supermassicci, 10 volte la massa del Sole, potrebbero essere in agguato all'alba dell'universo.
Nate appena 440 milioni di anni dopo il Big Bang, queste stelle possono far luce su come il nostro universo sia stato seminato per la prima volta con elementi pesanti. I ricercatori, che hanno soprannominato le stelle giganti "mostri del cielo", hanno pubblicato le loro scoperte il 5 maggio sulla rivista Astronomia e Astrofisica.
"Oggi, grazie ai dati raccolti dal James Webb Space Telescope, crediamo di aver trovato il primo indizio sulla presenza di queste stelle straordinarie", ha detto l'autore principale dello studio Corinne Charbonnel, professore di astronomia all'Università di Ginevra in Svizzera.
I ricercatori hanno trovato le firme chimiche di stelle giganti all'interno di ammassi globulari, ammassi da decine di migliaia a milioni di stelle fitte, molte delle quali sono tra le più antiche che si siano mai formate nel nostro universo. Circa 180 ammassi globulari punteggiano la nostra galassia, la Via Lattea, e poiché sono così antichi, forniscono agli astronomi finestre nel tempo nei primi anni del nostro universo.
Misteriosamente, alcune delle stelle di questi ammassi hanno proporzioni molto diverse di elementi (ossigeno, azoto, sodio e alluminio), anche se si sono formate più o meno nello stesso periodo e dalle stesse nubi di gas e polvere 13,4 miliardi di anni fa.
Gli astronomi ritengono che una tale varietà di elementi possa essere spiegata dall'esistenza di stelle supermassicci - giganti cosmici nati nelle condizioni più dense dell'universo primordiale, che bruciavano il loro combustibile a temperature molto più elevate, formando elementi più pesanti che in seguito "contaminarono" piccole stelle neonate (che di solito sono costituiti da elementi molto più leggeri).
Ma trovare queste stelle non è stato facile. I giganti infuocati, che sono da 5 a 000 volte più grandi del nostro Sole, bruciavano a una temperatura di 10 milioni di gradi Fahrenheit (000 milioni di gradi Celsius). Poiché le stelle più grandi, più luminose e più calde si estinguono più velocemente, questi mostri cosmici hanno da tempo incontrato la loro scomparsa in esplosioni estremamente potenti chiamate ipernove.
"Gli ammassi globulari hanno dai 10 ai 13 miliardi di anni, mentre le supernove hanno una durata massima di due milioni di anni. Pertanto, sono scomparsi molto presto da quegli ammassi che possono essere osservati ora. Rimangono solo tracce indirette", ha detto in una nota il coautore della ricerca Mark Giles, professore di astrofisica all'Università di Barcellona.
Per rilevare i resti chimici sparsi di antichi mostri, i ricercatori hanno puntato la fotocamera a infrarossi di JWST verso la galassia GN-z11, una delle galassie più distanti e più antiche mai scoperte, situata a 13,3 miliardi di anni luce dalla Terra. Diverse sostanze chimiche assorbono ed emettono luce a frequenze diverse, quindi scomponendo la luce proveniente dai diversi ammassi globulari trovati in GN-z11, gli astronomi hanno scoperto che le sue stelle non solo sono fitte, ma sono anche circondate da alti livelli di azoto.
"La forte presenza di azoto può essere spiegata solo con la combustione dell'idrogeno a temperature estremamente elevate, che solo il nucleo delle stelle supermassicci può raggiungere", ha detto Charbonnel.
Dopo aver trovato i primi indizi sui mostri del cielo, i ricercatori studieranno più ammassi globulari in più galassie per vedere se la loro scoperta dovrebbe essere altrove.
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