Ранняя Вселенная по-прежнему хранит множество загадок, но благодаря новому исследованию мы можем приблизиться к пониманию процессов, происходивших в ней. Группа астрофизиков во главе с Масакой Киюной опубликовала исследование, из которого мы узнали, что первые звезды были в раз больше Солнца, что более чем в 1000.раз больше, чем крупнейшие известные в настоящее время объекты этого типа.
В исследовании, опубликованном в базе данных arXiv, ученые рассмотрели тему холодной аккреции и образования сверхмассивных звезд в ранней Вселенной. Астрофизики использовали передовые компьютерные модели, чтобы увидеть, что происходит в так называемом Темные века , когда звезды и другие космические объекты только начинали формироваться. В то время не хватало тяжелых элементов, которые создавались ядерным синтезом. Из-за неспособности быстро выделять тепло первые звезды должны были формироваться в совершенно иных и более сложных условиях. Однако не было никаких факторов, которые позволили бы это сделать. Теперь мы собирались встретиться с ним.
Холодные фронты и гигантские звезды
Астрофизики во главе с Масакой Кийной признали так называемую холодные фронты, т. е. быстро движущиеся потоки охлажденного вещества, ударяющиеся о уже сформировавшиеся структуры. Именно этот фактор должен был иметь решающее значение при образовании первой звезды – нейтральный газ стал накапливаться и сливаться, а после выделения тепла водородом и гелием вышеупомянутый газ стал уплотняться. После достижения определенной высокой температуры появлялось излучение, которое разбивало газ на множество более мелких пакетов.
Это взаимодействие, в свою очередь, привело к образованию гигантских бассейнов нейтрального газа, давших начало первым галактикам. Затем он пошел вниз с образованием быстро вращающихся аккреционных дисков, и в то же время фронт холодных газов ударил по краям протогалактик. Когда фронт достигал дисков, он быстро увеличивал их массу и плотность, вызывая появление первых звезд.
Как отмечают исследователи, эти звезды были совсем не похожи на нынешние. Из-за способа получения энергии их было 10 тыс. раз больше Солнца, и светили они невероятно ярко . При этом время их жизни было крайне коротким, менее 1 млн лет, в то время как современные звезды часто имеют возраст в несколько миллиардов лет. Когда они умирали, они извергали в космос последствия ядерного синтеза или более тяжелые элементы, которые затем начинали новый цикл звездообразования.