Исследование: первые звезды были в 100 000 раз тяжелее Солнца

Международная команда астрономов смоделировала раннюю Вселенную и установила, что она значительно отличалась от той Вселенной, что окружает нас сейчас. В частности, в молодом космосе могли существовать сверхмассивные звезды, которые были в 100 тысяч раз тяжелее нашего Солнца.

Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv, а коротко о них рассказывает Phys.org. Авторы исследования подчеркивают, что у астрономов нет точных данных наблюдений за образованием первых звезд во Вселенной. Считается, что такие звезды появились всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Поэтому пока судить об эволюции таких тел ученые могут на основании косвенных данных при помощи компьютерного моделирования. В данном случае астрономы провели сложные компьютерные симуляции, чтобы проверить ранее созданные модели.

Основная задача - понять, как именно формировались первые звезды. Долгое время для ученых всего мира неразрешимой загадкой являлось даже то, каким был типичный размер самых ранних звезд Вселенной. Некоторые модели предсказывали, что эти звезды могли быть в сотни раз массивнее Солнца. Другие модели говорят о том, что они были "нормального размера", то есть сопоставимы с нашим Солнцем. Новое исследование привело астрономов к очень неожиданному выводу.

Отметим, что впервые в подобном моделировании было учтено такое явление, как холодная аккреция. Ученые исходили из того, что для формирования крупной звезды требовалось как можно быстрее собрать много космического материала в очень маленьком объеме. Причем происходить это должно было при условии, что температура материала не повышается. В противном случае сам космический материал был бы разрушен.

Подсказку дало более раннее моделирование, которое предсказало существование своего рода плотных карманов в ранних галактиках. Эти карманы быстро остывали из-за испускаемого излучения. Новое исследование также исходило из того, что холодные плотные карманы существовали в ранней Вселенной. Это означает, что крупные потоки холодной плотной материи могли ударять по аккреционному диску в центре гигантских сгустков материи, в результате чего возникала ударная волна. Последняя почти мгновенно дестабилизировала состояние газа и вызывала коллапс больших скоплений материи.

Исследователи подсчитали, что такие карманы могли быть в 100 тысяч раз массивнее Солнца. А поскольку ничто не могло остановить их коллапс, они мгновенно образовывали гигантские сверхмассивные звезды, которые тоже были в 100 тысяч раз тяжелее нашего светила.