تلمح ملاحظات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى وجود نجوم هائلة في مجرة بعيدة من الكون المبكر. يمكن لهذه النجوم المحتملة من الفئة الثالثة السكانية أن تصل كتلتها إلى 10,000 مرة كتلة الشمس. قد تفسر هذه النتائج أصول الثقوب السوداء فائقة الكتلة.
مكّن تلسكوب جيمس ويب الفضائي علماء الفلك من فحص المجرات البعيدة من الكون المبكر، كاشفًا عن توقيعات كيميائية غير عادية في بعضها. في المجرة GS 3073، حدد باحثون بقيادة ديفيش ناندال في مركز هارفارد-سميثسونيان للفيزياء الفلكية مستويات نتروجين استثنائية عالية، تفوق بكثير ما يمكن تفسيره بنجوم عادية أو أحداث كونية.
تبدو النجوم القريبة محدودة بحوالي 120 كتلة شمسية، كما تفترض نماذج تطور المجرات. "جميع نماذج تطور مجراتنا... تعتمد على حقيقة أن النجوم لا يمكن أن تكون أكثر كتلة من 120 كتلة شمسية تقريبًا"، لاحظ ناندال. ومع ذلك، يمكن لنجوم الفئة الثالثة السكانية - العمالقة الأولية الافتراضية - أن تنمو إلى 1,000 إلى 10,000 كتلة شمسية وتنتج نتروجينًا زائدًا، وفقًا للمحاكاة. حسب فريق ناندال أن بضع نجوم من هذا النوع يمكن أن تفسر وفرة النتروجين في GS 3073. "يعرض عملنا أقوى دليل حتى الآن على نجوم فائقة الكتلة من الفئة الثالثة السكانية في الكون المبكر"، قال.
ظهر نتروجين عالي في مجرات بعيدة أخرى، لكن مستويات GS 3073 تبرز. يجادل المتشككون، بما في ذلك روبرتو مايولينو في جامعة كامبريدج، بأن نضج المجرة الكيميائي يشير إلى بيئة غير نقية غير مناسبة لنجوم الفئة الثالثة السكانية. رد جون ريغان في جامعة مايونوث بأن مجرات الكون المبكر غالبًا ما تظهر سمات غريبة، مما يجعل مثل هذه التكوينات محتملة.
إذا تم التأكيد، يمكن لهذه النجوم توضيح كيفية ظهور الثقوب السوداء فائقة الكتلة مبكرًا في التاريخ الكوني، مقدمة مسارًا سريعًا للنمو من انهيارات نجمية هائلة. يظل التحقق صعبًا، يتطلب توقيعات إضافية. "تعزيز الحجة لوجودها صعب للغاية - من الصعب جدًا علينا الحصول على توقيع قاطع"، قال ريغان، مضيفًا: "لكن هذا التوقيع قوي جدًا".
تظهر النتائج في The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae1a63).