Bár a Webb már a legkorábbi galaxisokat is megfigyelte, továbbra is sok kérdés övezi az első csillagok – az úgynevezett III. populációs csillagok – kialakulását. Régóta vita tárgya, hogy ezek az óriási, rövid életű égitestek egyedül vagy párokban születtek-e. Egy új kutatás, amelyet a Tel-avivi Egyetem vezetésével nemzetközi együttműködésben végeztek, most meggyőző bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy az univerzum legelső csillagai bináris rendszerekben jöttek létre.

Ez az eredmény alapvetően befolyásolja a kozmológiai modelleket, hiszen ezek a csillagok kulcsszerepet játszottak a világegyetem fejlődésében: formálták a korai szupernóvákat, nehéz elemekkel gazdagították a galaxisokat, és megteremtették az első szupernagy tömegű fekete lyukak magjait.

A kutatást Dr. Tomer Shenar (Tel-avivi Egyetem), Dr. Hugues Sana (KU Leuven, Belgium) és Dr. Julia Bodensteiner (Amszterdami Egyetem) vezette, a BLOeM (Binarity at LOw Metallicity) nemzetközi felmérés keretében. A projektben amerikai, brit, európai, japán, kanadai, izraeli és görög kutatók, valamint az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és a Space Telescope Science Institute (STScI) szakemberei is részt vettek.

Egyre több a felfedezés

A III. populációs csillagokat közvetlenül sosem figyelték meg, de modellek alapján tudjuk, hogy akár az ezerszeresét is elérhették a Nap tömegének. Rendkívül fényesek és forrók voltak, rengeteg ultraibolya sugárzást bocsátottak ki, és mindössze 100-200 millió évig éltek. Mivel szinte kizárólag hidrogénből és héliumból álltak, a nehezebb elemek csak a belsejükben zajló fúzió során jöttek létre, majd szupernóva-robbanásaik révén szóródtak szét az univerzumban. Ezek az elemek alapozták meg a bolygórendszerek és az élet építőköveinek kialakulását.

A kérdés, hogy ezek a csillagok párokban születtek-e, azért is fontos, mert a mai megfigyelések szerint a csillagok akár 85%-a többszörös rendszerben él. A bináris rendszerekben a közeli pályák miatt az égitestek anyagot cserélhetnek, sőt össze is olvadhatnak, így neutroncsillagok vagy fekete lyukak keletkezhetnek. Ez a kölcsönhatás nemcsak a csillagok, hanem a galaxisok fejlődésére is hatással van – írja az Universe Today.

A BLOeM felmérés során a chilei Very Large Telescope (VLT) segítségével a Kis Magellán-felhő mintegy ezer csillagának spektrumát vizsgálták. Ez a galaxis alacsony fémtartalmú környezet, amely hasonlít a korai Univerzum összetételéhez. Dr. Shenar így fogalmazott a Tel-avivi Egyetem közleményében: „A spektrális adatok elemzése lehetővé teszi a csillagok periodikus mozgásának mérését, ezáltal a kísérőcsillagok jelenlétének kimutatását. A 150 legnagyobb tömegű csillag részletes vizsgálatából kiderült, hogy legalább 70% közeli kettős rendszer része. Ez az első közvetlen és meggyőző bizonyíték arra, hogy a hatalmas csillagok gyakran binárisok voltak már a korai Univerzumban is, talán még gyakrabban, mint napjainkban.”

Az eredmények egy régóta fennálló kérdést oldanak meg a csillagászatban és a kozmológiában, és új megvilágításba helyezik, hogyan fejlődtek az első csillagok és galaxisok, amelyek végül megteremtették a ma ismert Univerzumot.