Il telescopio James Webb ha scoperto le firme chimiche delle stelle più grandi dell'universo

Il James Webb Space Telescope ha aiutato gli astronomi a scoprire le prime firme chimiche delle stelle supermassicce, i "mostri del cielo" che bruciavano con la luminosità di milioni di soli nell'universo primordiale.

Fino ad ora, le stelle più grandi osservate ovunque avevano una massa circa 300 volte quella del nostro Sole. Ma si stima che la stella supermassiccia descritta nel nuovo studio abbia una massa compresa tra 5 e 000 soli.

Il team di ricercatori europei dietro lo studio aveva precedentemente teorizzato l'esistenza di stelle supermassicce nel 2018 nel tentativo di spiegare uno dei più grandi misteri dell'astronomia. Per decenni gli astronomi sono rimasti sconcertati dall'enorme diversità della composizione delle varie stelle riunite nei cosiddetti ammassi globulari.

Questi ammassi, per lo più molto antichi, possono contenere milioni di stelle in uno spazio relativamente piccolo. I progressi dell'astronomia hanno rivelato un numero crescente di ammassi globulari, che si ritiene siano l'anello mancante tra le prime stelle dell'universo e le prime galassie.

La nostra galassia, la Via Lattea, che ha più di 100 miliardi di stelle, ha circa 180 ammassi globulari. Ma la domanda rimane: perché le stelle di questi ammassi hanno una tale varietà di elementi chimici, nonostante siano probabilmente nate tutte più o meno nello stesso momento, dalla stessa nube di gas?

Molte stelle contengono elementi che richiedono enormi quantità di calore per essere prodotti, come l'alluminio, che richiede temperature fino a 70 milioni di gradi Celsius. Questo è molto al di sopra della temperatura che si pensa raggiungano le stelle nei loro nuclei, circa 15-20 milioni di gradi Celsius, che è simile alla temperatura del Sole.

Quindi i ricercatori hanno proposto una possibile soluzione: una stella supermassiccia che stava esplodendo emette "inquinamento" chimico. Suggeriscono che queste stelle massicce siano nate da collisioni successive in ammassi globulari fitti. Corinne Charbonnel, astrofisica dell'Università di Ginevra e autrice principale dello studio, ha dichiarato all'AFP che "qualcosa come una stella seme assorbirà sempre più stelle".

Alla fine diventerà "come un enorme reattore nucleare, continuamente alimentato di materia, che ne eliminerà una grande quantità", ha aggiunto. Questo "inquinamento" espulso a sua volta alimenterà le giovani stelle in formazione, dando loro una maggiore varietà di sostanze chimiche quanto più si avvicinano alla stella supermassiccia, ha aggiunto. Ma il team ha ancora bisogno di osservazioni per confermare la loro teoria.

Li hanno trovati nella galassia GN-z11, che dista più di 13 miliardi di anni luce: la luce che vediamo da essa è apparsa solo 440 milioni di anni dopo il Big Bang. È stata scoperta dal telescopio spaziale Hubble nel 2015 e fino a poco tempo fa deteneva il record per la più antica galassia osservata.

Ciò lo ha reso un ovvio obiettivo primario per il successore di Hubble come il più potente telescopio spaziale, James Webb, che ha iniziato a pubblicare le sue prime osservazioni l'anno scorso. Webb ha offerto due nuovi indizi: l'incredibile densità di stelle negli ammassi globulari e, soprattutto, la presenza di grandi quantità di azoto.

La formazione di azoto richiede temperature veramente estreme, che i ricercatori ritengono possano essere create solo da una stella supermassiccia. "Grazie ai dati raccolti dal James Webb Space Telescope, crediamo di aver trovato il primo indizio sulla presenza di queste stelle straordinarie", ha detto Charbonnel in un comunicato, definendo anche le stelle "mostri celesti".

Se prima la teoria del team era "una sorta di traccia della nostra stella supermassiccia, allora è come trovare un osso", ha detto Charbonnel. "Stiamo pensando alla testa della bestia dietro tutto questo", ha aggiunto.

Ma c'è poca speranza che saremo mai in grado di osservare direttamente questa bestia. Secondo gli scienziati, la durata della vita delle stelle supermassicce è solo di circa due milioni di anni, un momento nella scala del tempo cosmico.

Tuttavia, sospettano che gli ammassi globulari esistessero circa due miliardi di anni fa, e potrebbero ancora trovare più tracce delle stelle supermassicci che potrebbero aver contenuto una volta.

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