O desaparecimento dos ‘pequenos pontos vermelhos’ do telescópio espacial James Webb pode levar a outro quebra-cabeça cósmico

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Os paleontólogos sabem agora que muitos dinossauros não desapareceram, mas evoluíram para aves modernas, e novas pesquisas sugerem que os “dinossauros cósmicos” observados pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) também não foram extintos. Em vez disso, podem ter evoluído para uma visão familiar no universo moderno: grandes aglomerados de estrelas densamente povoadas chamados “aglomerados globulares”.

pequeno ponto vermelho Em 2022 tornou-se um grande enigma para os astrônomos, quando JWST Após cerca de 600 milhões de anos, eles começaram a aparecer regularmente em abundância o grande estrondo. Isto acontece porque estes objetos aparentemente desaparecem antes de o cosmos ter cerca de 2 mil milhões de anos.

Os astrónomos propuseram muitas explicações diferentes para os Pequenos Pontos Vermelhos, incluindo a sugestão de que podem ser “Estrelas do buraco negro“ou buracos negros cobertos por um vasto manto de gás denso e poeira. A equipe teoriza que uma estrutura Aglomerado globular com um Estrelas supermassivasUm hipotético corpo estelar de vida curta entre 1.000 e 10.000 vezes a massa do Sol, também se pareceria com um pequeno ponto vermelho em seu coração.

“Estas não são apenas uma nova população estranha do JWST que não tem qualquer ligação com o universo que nos rodeia hoje”, disse o líder da equipa, John Chisholm, da Universidade do Texas em Austin. disse em um comunicado. “Em vez disso, pequenos pontos vermelhos podem ter sobrevivido após o início do universo, evoluindo para algo relativamente familiar.

“Os pequenos pontos vermelhos podem ser galáxias, podem envolver buracos negros ou podem ser algo mais inesperado. O nosso trabalho mostra que os enxames globulares que se formam com estrelas supermassivas devem fazer parte dessa conversa.”

Uma visão familiar é um aspecto desconhecido

Os aglomerados globulares são comumente encontrados em galáxias massivas e estão densamente repletos de até milhões de estrelas antigas. nossa galáxia, a via lácteaHospedam pelo menos 150 aglomerados globulares e, embora conhecidos, os astrônomos ainda não têm certeza de como eles se formam.

“Normalmente os vemos (aglomerados globulares) após milhares de milhões de anos de evolução, numa altura em que as suas estrelas massivas desapareceram, o seu gás foi eliminado e os processos dinâmicos mudaram a sua massa e estrutura”, disse o membro da equipa Daniel Berg, da UT Austin, no comunicado. “Isso torna muito difícil reconstruir as condições originais que os criaram.”

Pensa-se que as estrelas do aglomerado globular se formaram ao mesmo tempo no início do universo. No entanto, neste momento o universo deveria ter dissociado apenas hidrogênio, hélio e elementos pesados ​​​​(o que os astrônomos chamam de “metais”) para formar estrelas. No entanto, muitas estrelas em aglomerados globulares são surpreendentemente abundantes em hélio e metais como nitrogênio, sódio e alumínio, embora carecem dos níveis esperados de carbono, oxigênio e magnésio.

“Isso indica certos padrões Fusão nuclear UM muito Altas temperaturas, muito mais altas do que os núcleos até mesmo de estrelas massivas”, disse o membro da equipe Mike Boylan-Colchin, da UT Austin, no comunicado. “Uma estrela supermassiva é o tipo de ambiente que pode produzir esta combinação.”

Estrelas supermassivas capazes de gerar tal calor se formariam no ambiente denso dos primeiros aglomerados globulares, onde se esperaria que colisões e fusões estelares ocorressem repetidamente. Como resultado, as estrelas supermassivas terão vida curta, durando cerca de 1 milhão de anos (lembre-se de que o Sol tem meia-idade, 4,6 anos). bilhão anos) — mas isso seria tempo suficiente para produzir o material necessário para explicar a química peculiar dos aglomerados globulares.

Quando essas estrelas supermassivas morrerem Explosão de supernovaO material que formaram explodirá e se tornará os blocos de construção da próxima geração de estrelas. Isso fornecerá às estrelas modernas dos aglomerados globulares suas impressões digitais químicas incomuns.

“No nosso modelo, a estrela supermassiva que faz o objeto parecer um pequeno ponto vermelho teria vida curta”, continuou Chisholm. “Quando a estrela morrer, o objeto deixará de se parecer com um minúsculo ponto vermelho, mesmo que o próprio enxame tenha vivido durante milhares de milhões de anos”.

Mas a estranha química não é a única coisa que liga o aglomerado globular primordial aos Pequenos Pontos Vermelhos. A equipe não apenas propõe que a distribuição dos Pequenos Pontos Vermelhos no Universo primordial corresponde à distribuição dos aglomerados globulares modernos, mas também afirma que os modelos de evolução dos Pequenos Pontos Vermelhos mostram que suas massas estimadas podem facilmente levar às massas dos aglomerados globulares vistos no Universo recente.

Há também o problema do timing. Os pequenos pontos vermelhos apareceram cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang, e foi nessa altura que os cientistas estimam que os enxames globulares começaram a formar-se.

“No momento não existe uma prova definitiva que diga que os Pequenos Pontos Vermelhos são aglomerados globulares, mas isso explicaria muitas observações diversas e surpreendentes”, disse Boylan-Colchin.

Este estudo está atualmente disponível para visualização como um pré-impressão arXiv no repositório de papel.