Звездообразование — один из самых захватывающих процессов во Вселенной. Газ в плотных внутренних областях галактик собирается, сгущается, нагревается — и по достижении достаточной плотности и температуры превращается в светило. Дальнейшие события зависят от массы новорожденной звезды: какие-то существуют долго и по мере исчерпания топлива медленно остывают, какие-то, напротив, завершают свое существование эффектно — взрывом сверхновой с мощным гамма-всплеском.
Таким образом, количество таких взрывов связано с долей изначально достаточно тяжелых звезд — а она, в свою очередь, определяется эмпирически выведенной начальной функцией масс (НФМ). Ученые разработали метод вычисления НФМ на основе наблюдений за сверхновыми и гамма-излучением — то есть по сути ретроспективный подход, который рассматривает события от смерти звезд до их рождения. Он описан в журнале Universe.
«Мы использовали вычислительный метод, который на самом деле довольно распространен, но теперь он впервые был использован для воспроизведения числа сверхновых и гамма-всплесков, наблюдаемых во Вселенной. Поскольку эти величины строго зависят от НФМ, это позволило нам точнее ее определить», объясняет Франческо Габриэлли из Международной школы передовых исследований SISSA.
Рассчитанная таким образом НФМ оказалась на удивление схожей с измеренной в ближайших к нам регионах Вселенной.
«Это указывает на то, что НФМ может быть универсальной константой звездообразования в любой области Вселенной. К сожалению, инструментальные ограничения не позволяют ученым исследовать звездные популяции за пределами локальной Вселенной, чтобы проверить универсальность НФМ», — продолжает ученый.
Проверить верность впервые сделанных выкладок помогут данные космических телескопов «Джеймс Уэбб» и «Евклид» — они, как ожидается, в ближайшие годы дадут много наблюдений сверхновых и гамма-всплесков.
«Более глубокое понимание НФМ приведет к важным достижениям в различных областях астрофизики, включая образование и эволюцию звезд, химическое обогащение Вселенной и наблюдение гравитационных волн, испускаемых сталкивающимися черными дырами», — заключил Габриэлли.
Российские астрофизики приблизились к разгадке тайны рождения звезд большой массы
Ученые выяснили, сколько весит нейтронная звезда, оставшаяся после сверхновой