Учёные раскрыли тайну тяжёлых звёзд первого поколения во Вселенной.

Звезды, которые первые образовались во Вселенной, могли иметь огромную массу. Недавно ученые разработали модель, которая указывает на то, что они могли иметь массу порядка ста тысяч масс Солнца.

[Фото: Пользователь: Пол Стэнсифер и другие , GPLv2, через Wikimedia Commons]

Большой взрыв произошел около 13,8 миллиардов лет назад. Когда образовались первые звезды? Считается, что это произошло спустя несколько сотен миллионов лет, последние оценки указывают на цифру порядка 280 млн лет.

Их появлением завершился период, который иногда называют Темными веками. Он длился с момента появления реликтового излучения, то есть примерно с 380 000 лет после Большого взрыва. В то время Вселенная была очень темной: в ней, скорее всего, еще не было ни галактик, ни звезд, т.е. никаких источников света.

Однако, как всегда за тьмой приходит свет, через 280 -350 млн лет начался так называемый космический рассвет. Из единственных доступных в то время двух элементов — водорода и гелия — начали формироваться первые звезды и галактики. Считается, что в то время еще не образовались планеты. И уж точно не такие, как Земля, то есть каменистые планеты, состоящие из элементов тяжелее водорода.

Масса звезд влияет на их судьбу

Звезды могут ОЧЕНЬ быстро сгореть. Они также могут, подобно красным карликам, быть удивительно долгоживущими. Все зависит от их размера и химического состава. В общем, звезды существуют пока поддерживается баланс между сжимающей их силой гравитации и стремящимся разорвать их давлением излучения, создаваемым в результате ядерного синтеза, происходящим внутри звёзд.

Чтобы этот баланс сохранялся, звезда не должна быть слишком массивной. «Максимальная масса звезды с составом, подобным Солнцу, оценивается около 120 солнечных масс, если звезда должна быть стабильной», — пишет астроном Пол Мердин в своей книге «Вселенная. Биография." Молодые звезды могут иметь массу до 300 масс Солнца. Однако тогда они неустойчивы.

Красный карлик — [Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Крис Смит (USRA): ведущий продюсер, общественное достояние, через Wikimedia Commons]

Какова была масса первых звезд?

Какими были эти первые звезды? «Они были ярче обычных звезд, освещающих небо сегодня», — пишет Мурдин. «Вполне вероятно, что первые звезды были очень массивными. А это значит, что продолжительность их жизни должна была быть короткой, всего миллионы лет». - он добавляет.

На протяжении десятилетий научное сообщество расходилось во мнениях относительно точного размера самых ранних звезд во Вселенной. Некоторые эксперты предположили, что эти звезды могли быть в сотни раз больше нашего Солнца. Другие исследователи поддержали тезис о том, что они были похожи по размеру на сегодняшние стабильные звезды. Третьи выдвигали гораздо более смелые гипотезы.

На сайте научных препринтов arXiv.org только что появилась новая статья. Её авторы утверждают, что первые звезды могли быть в сто тысяч раз тяжелее Солнца.

Как образовались первые звезды?

Исследователи провели моделирование звездообразования, сосредоточив внимание на процессе, называемом холодной аккрецией. Чтобы образовалась тяжелая звезда, большое количество материи должно быть сконцентрировано в очень малом объёме и за очень короткое время. В то же время, однако, температура этого вещества не должна повышаться слишком сильно, так как это предотвратит его коллапс и образование звезды.

По мнению исследователей, в ранней Вселенной могла произойти определенная последовательность событий, позволившая сформироваться сверхтяжелым звездам.

В таком случае образуется ударная волна. Это дестабилизирует газ и вызовет его немедленный коллапс. Даже материя с массой до 100 000 масс Солнца могла подвергнуться гравитационному коллапсу. Результатом такого процесса было бы создание чрезвычайно больших звезд.

Два года назад было высказано предположение, что именно они породили сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах галактик. В то время предполагалось, что эти мощные первичные звезды имели массу около 50 000 масс Солнца.

Действительно ли существовали такие монстры в ранней Вселенной? Пока у нас есть только гипотезы, но ученые надеются, что ответ на этот вопрос придет из наблюдений, сделанных с помощью космического телескопа Уэбба.

Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!