Οι πρώτοι αστέρες του σύμπαντος, γνωστοί ως Πληθυσμός ΙΙΙ (Pop III), σχηματίστηκαν αποκλειστικά από αρχέγονο υδρογόνο και ήλιο, χωρίς βαρέα στοιχεία. Θεωρούνται γιγάντιοι, όμως η άμεση παρατήρησή τους παραμένει ανεξερεύνητη.
Νέα μελέτη από το Cosmic Frontier Center του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν εξετάζει το μέγεθος που μπορούν να αποκτήσουν αυτές οι εκρήξεις γέννησης αστέρων και αν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) μπορεί να τις εντοπίσει.
Ο μηχανισμός καθυστέρησης της αστρικής κατάρρευσης
Το JWST έχει καταγράψει ενδείξεις τέτοιων άστρων σε εποχές πολύ μεταγενέστερες από τις αναμενόμενες. Για να συμβεί αυτό, πρέπει να καθυστερήσει η κατάρρευση των νεφών αερίου και να αποφευχθεί η μόλυνσή τους από μέταλλα γειτονικών σουπερνόβα. Στο πρώιμο σύμπαν, τα νεφώματα κατέρρεαν μόνο αν μπορούσαν να ψυχθούν, με κύριο μέσο το μοριακό υδρογόνο.
Η ακτινοβολία Lyman-Werner (LW), ένας τύπος υπεριώδους ακτινοβολίας, διασπά το μοριακό υδρογόνο σε ατομικό, το οποίο είναι λιγότερο αποτελεσματικό στην ψύξη. Έτσι, η αστρική γέννηση καθυστερεί μέχρι το νέφος να φτάσει στο στάδιο «ατομικής ψύξης», όπου η τεράστια μάζα προκαλεί καταστροφική κατάρρευση σε αστέρα.
Η δομή του νέφους και οι δυνατότητες εντοπισμού
Οι ερευνητές προσομοίωσαν ένα φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης υπό την επίδραση ακτινοβολίας LW. Διαπίστωσαν ότι τα εξωτερικά στρώματα παραμένουν θερμά, ενώ ο εσωτερικός πυρήνας πυκνώνει, λειτουργεί ως ασπίδα, ψύχεται και σχηματίζει αστέρες. Επιπλέον, η ακτινοβολία LW ταξιδεύει εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια ταχύτερα από τα μεταλλικά σωματίδια των σουπερνόβα, διατηρώντας το αέριο καθαρό.
Ο εντοπισμός αυτών των σχηματισμών αποτελεί πρόκληση, αλλά υπολογίζεται ότι με τη βοήθεια του βαρυτικού φακού, επιστημονικές επισκοπήσεις όπως το GLIMPSE θα μπορούσαν να ανακαλύψουν έως και εννέα τέτοιες καθυστερημένες εκρήξεις γέννησης αστέρων Πληθυσμού ΙΙΙ.
