Прежде чем говорить, что проблема первичного нуклеосинтеза не решена, понадобится объяснить, в чём она заключается. Суть же проблемы в том, что в первые минуты после Большого Взрыва из кварк-глюонной плазмы родились только ядра водорода с небольшой примесью гелия и следовыми количествами лития. Причём, это – реальность данная в ощущении. Первичный состав вещества вселенной можно наблюдать непосредственно. И рассматривать, как первую вводную.
Второй же вводной является химический состав звёзд. Сначала – просто сферических звёзд в вакууме, благо данным объектам такое описание как нельзя лучше подходит. Сферическая же звезда содержит в себе всю таблицу Менделеева. Ибо образовалась из газа несколько раз прошедшего переработку в недрах сверхновых. При взрывах последних и образуются ядра тяжелее гелия в астрофизике для упрощения обобщённо именуемые «металлами».
Предполагая, что со временем «металличность» светил во вселенной естественным образом возрастает, и что, соответственно, металличность первых звёзд была крайне мала (только щепотка лития), астрофизики долгое время – десятилетия – никакой проблемы в этом не усматривали. До тех пор, пока действительно древние звёзды не были обнаружены и изучены. Причём, изучение привело к открытию потрясающему настолько, что его срочно пришлось закрывать. Сразу ставшая легендарной звезда Мафусаил оказалась… старше вселенной.
...Ну, как «старше»? Не по красному смещению. Мафусаил недалеко от нас. А по соотношению спектр-светимость. По мере протекания в звезде термоядерных реакций её состав меняется, и так можно, опираясь на модели процессов в ядре светила, определить его возраст. Абсурдный результат был получен, поскольку модели, разработанные для современных звёзд, к Мафусаилу не подошли. «Металлы» сами по себе являются катализаторами термядерных реакций. Так что, современные звёзды выгорают и стареют быстрее, чем древние.
Результатом открытия стало деление звёзд на «население I» (современные, моложе 12 миллиардов лет) и «население II». К последнему относились первые звёзды, горевшие ещё по другой модели. Тут надо заметить, что открытые уже звёзды населения II не являются редкостью, их много – в том числе в окрестностях Солнца. Представлено это население преимущественно крупными красными карликами (недостача мелких, – отдельная проблема), однако, попадаются и жёлтые солнца (по модели населения I они бы давно прогорели) и красные гиганты.
Важно, что металличность звёзд населения II, будучи очень низкой, оказалась не нулевой, – не исходной, соответствующей набору ядер сразу после Большого Взрыва. И тут всё было в порядке. Металличность мелких звёзд и не может быть нулевой, ибо звёзды производятся во вселенной сразу крупными партиями, – в составе скоплений. Причём, первыми рождаются гиганты, которые сразу взрываются, запуская процесс рождения прочих звёзд… И обогащая туманность продуктами синтеза.
...То есть, всё в порядке, но первые «звёзды-детонаторы» должны были работать совсем без металлов. Анализ же ситуации показал, что для такого случая не подойдёт и модель, разработанная для населения II. Совсем без металлов, – а особенно без углерода, которые хоть и не металл, но является важнейшим катализатором термоядерного синтеза, – заработать может только очень большая звезда.
Так появились звёзды населения III. Безметаллические. Существовать они могли только в самом далёком прошлом вселенной. Совсем далёком. Например, звезда с вызывающим ненависть индексом SMSS J031300.36-670839.3, возраст которой 13.6 миллиардов лет, уже слегка заряженная углеродом звезда II населения.
Звёзды населения III существовали кратко, вероятно, сразу – поскольку внутреннее выделение энергии не могло остановить коллапс, – превращаясь в чёрные дыры. Может быть, с небольшим периодом устойчивости (квазизвёзды). Но есть и модели, подразумевающие горение на протяжении некоторого времени за счёт протон-протонного цикла. В любом случае, не плохо было бы посмотреть на такие звёзды. Что, среди прочих очень нетривиальных задач, на телескоп «Джеймс Уэбб» и возлагалось.
Задача на данный момент не решена.
...Проблема в том, что звезды населения II, с одной стороны способны запускаться при умеренной массе, а с другой стабильнее (экономичнее) звёзд населения I. И сохранились до современности. Звёзды же населения III – вообще без металлов, – формировались в ещё очень горячем космосе, да и включаться могли только при очень высокой (пока непонятно, насколько высокой) массе. Подобно современным голубым гигантам они были способны жить миллионы, максимум, десятки миллионов лет. Увидеть их можно только на границе поля зрения. А там даже квазары и галактики заметны с трудом.
Блог нуждается в поддержке. Кошелёк ЮMoney 4100 1168 3178 5907
