Rymdteleskopet James Webb (JWST) har hittat de första bevisen för att miljontals supermassiva stjärnor, 10 000 gånger solens massa, kan lurar i universums gryning.
Dessa stjärnor föddes bara 440 miljoner år efter Big Bang och kan kasta ljus över hur vårt universum först såddes med tunga element. Forskarna, som kallade jättestjärnorna "himmelmonster", publicerade sina fynd den 5 maj i tidskriften Astronomi och astrofysik.
"I dag, tack vare data som samlats in av rymdteleskopet James Webb, tror vi att vi har hittat den första ledtråden till närvaron av dessa extraordinära stjärnor", säger huvudstudieförfattaren Corinne Charbonnel, professor i astronomi vid universitetet i Genève i Schweiz.
Forskare har hittat de kemiska signaturerna av jättestjärnor inuti klothopar - hopar av tiotusentals till miljoner tätt packade stjärnor, av vilka många är bland de äldsta som någonsin bildats i vårt universum. Ungefär 180 klotformiga hopar prickar vår Vintergatans galax, och eftersom de är så gamla ger de astronomer fönster genom tiden in i de tidigaste åren av vårt universum.
Mystiskt nog har några av stjärnorna i dessa hopar väldigt olika proportioner av grundämnen (syre, kväve, natrium och aluminium), även om de bildades ungefär samtidigt och från samma moln av gas och damm för 13,4 miljarder år sedan.
Astronomer tror att en sådan mängd olika grundämnen kan förklaras av förekomsten av supermassiva stjärnor - kosmiska jättar födda under de tätare förhållandena i det tidiga universum, som brände deras bränsle vid mycket högre temperaturer och bildade tyngre grundämnen som senare "förorenade" mindre babystjärnor (som vanligtvis består av från mycket lättare element).
Men att hitta dessa stjärnor var inte lätt. De eldiga jättarna, som är 5 000 till 10 000 gånger så stora som vår sol, brann vid en temperatur på 135 miljoner grader Fahrenheit (75 miljoner grader Celsius). Eftersom de större, ljusare och hetare stjärnorna dör ut snabbast, har dessa kosmiska monster för länge sedan mött sin undergång i extremt kraftfulla explosioner som kallas hypernovaer.
"Globulära kluster är 10 till 13 miljarder år gamla, medan supernovor har en maximal livslängd på två miljoner år. Därför försvann de mycket tidigt från de kluster som kan observeras nu. Bara indirekta spår finns kvar", säger forskningsmedförfattaren Marc Giles, professor i astrofysik vid universitetet i Barcelona, i ett uttalande.
För att upptäcka de utspridda kemiska resterna av forntida monster, riktade forskare JWST:s infraröda kamera mot galaxen GN-z11, en av de mest avlägsna och äldsta galaxer som någonsin upptäckts, belägen 13,3 miljarder ljusår från jorden. Olika kemikalier absorberar och avger ljus med olika frekvenser, så genom att bryta ner ljuset som kommer från de olika klothopar som finns i GN-z11, fann astronomer att dess stjärnor inte bara är tätt packade, utan också omgivna av höga halter av kväve.
"Den starka närvaron av kväve kan bara förklaras av förbränning av väte vid extremt höga temperaturer, som bara kärnan av supermassiva stjärnor kan nå", säger Charbonnel.
Efter att ha hittat de första ledtrådarna om himmelsmonstren kommer forskare att studera fler klothopar i fler galaxer för att se om deras upptäckt borde vara någon annanstans.
Läs också: