Hvězdné kolize na úsvitu vesmíru: Opakovaným splýváním mohly vznikat gigantické hvězdy i supermasivní černé díry

V naší části Galaxie dochází ke srážkám hvězd jen výjimečně. Není divu – vesmír je obrovský a jednotlivé hvězdy mají kolem sebe dostatek prostoru. Vzácným jevem jsou podobné kolize dokonce i ve většině současného vesmíru. Webbův dalekohled ale dokáže nahlédnout hluboko do minulosti, do dob, kdy byl vesmír ještě velmi mladý a podmínky v něm se výrazně lišily od dnešních. Jeho pozorování odhalila mimořádně kompaktní hvězdné systémy, což naznačuje, že srážky hvězd mohly být v raném vesmíru mnohem častější.

Claire Williamsová z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA) a její kolegové zjistili, že hvězdné systémy v raném vesmíru byly mimořádně husté a hvězdy v nich do sebe často narážely. Ke srážkám mohlo docházet dvěma způsoby: při vysokých rychlostech se hvězdy navzájem zničily, zatímco při pomalejších střetech mohly splynout v jediný objekt. Výsledky výzkumu vědci zveřejnili na preprintovém serveru arXiv.

Hvězdné kolize na úsvitu vesmíru

Pokud se tyto představy potvrdí, mohly opakovaným splýváním hvězd vznikat mimořádně hmotné objekty, které nakonec zkolabovaly do černých děr. Tento proces by mohl vysvětlit původ zárodků supermasivních černých děr v raném vesmíru. Ty totiž musely vzniknout dostatečně brzy, aby měly čas vyrůst do obřích rozměrů, jaké dnes pozoruje Webbův dalekohled.

„Snad nejpřekvapivějším výsledkem našich simulací je, že hvězdy ve hvězdokupě mohou opakovaně splývat, až vytvoří jedinou gigantickou hvězdu, jejíž hmotnost odpovídá celé hvězdokupě,“ vysvětluje Williamsová. „Když takto obrovská hvězda zestárne, pravděpodobně se zhroutí sama do sebe a vytvoří neobvykle hmotnou černou díru.“

Podle Williamsové se podobně husté koncentrace hvězd vyskytují i v dnešním vesmíru, například v centrech galaxií, včetně Mléčné dráhy. Jak ale vědci zjistili z analýz, zásadní rozdíl spočívá v přítomnosti supermasivní černé díry, jejíž gravitace okolní hvězdy urychluje. Případné srážky v její blízkosti proto vedou spíše k jejich zničení při mohutných explozích než ke vzájemnému splývání, jak tomu mohlo být v raném vesmíru.