Новое исследование астрофизиков проливает свет на одну из величайших загадок космологии — формирование первых звёзд во Вселенной. Учёные под руководством Масаки Киюны, используя передовые компьютерные симуляции, смоделировали условия так называемых «тёмных веков», периода, последовавшего за Большим взрывом, когда звёзд и галактик ещё не существовало. Их работа раскрывает механизм, который привёл к рождению невероятно массивных космических объектов, кардинально отличавшихся от современных звёзд.
Исследование, размещённое на сервере препринтов arXiv, фокусируется на процессе холодной аккреции — накоплении вещества при низких температурах. В ранней Вселенной отсутствовали тяжёлые элементы (металлы), которые в современных звёздах помогают эффективно рассеивать тепло. Это создавало парадокс: как газовые облака могли сжиматься и коллапсировать, если они не могли охлаждаться? Новые модели показывают, что ключ к разгадке лежит в динамике газовых потоков.
Роль холодных фронтов в звёздогенезисе
Команда Киюны идентифицировала решающий фактор — «холодные фронты». Это были стремительные потоки охлаждённого вещества, которые сталкивались с зарождающимися протогалактическими структурами.
Обратите внимание: Вселенная. Все понятия, от науки до бизнеса. Что такое вселенная?.
Удар такого фронта по скоплению нейтрального газа (в основном водорода и гелия) инициировал процесс коллапса. Газ начинал уплотняться, в его недрах запускались термоядерные реакции, и выделяющееся тепло в конечном итоге приводило к фрагментации огромного облака на множество плотных сгустков.Этот каскадный процесс имел далеко идущие последствия. Взаимодействие порождало гигантские резервуары нейтрального газа, которые стали строительными блоками для первых галактик. Внутри них формировались быстро вращающиеся аккреционные диски. Когда холодный фронт достигал краёв такого диска, он вызывал резкий, лавинообразный рост его массы и плотности, что и становилось триггером для рождения первых звёзд.
Эпоха звёзд-монстров
Согласно выводам учёных, эти первородные звёзды были настоящими космическими гигантами. Их масса могла превышать солнечную в 10 000 раз, а светимость была феноменальной. Однако за исполинские размеры приходилось платить: их жизненный цикл был невероятно коротким — менее миллиона лет. Для сравнения, наше Солнце существует уже около 5 миллиардов лет и проживёт примерно столько же. Завершали свою жизнь эти звёзды-первопроходцы катастрофическими взрывами, выбрасывая в космическое пространство синтезированные в их недрах тяжёлые элементы. Это «металличное» загрязнение межзвёздной среды коренным образом изменило её свойства и позволило в следующих поколениях формироваться более мелким и долгоживущим звёздам, подобным нашему Солнцу.
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Ранняя Вселенная по-прежнему хранит множество загадок, но благодаря новому исследованию мы можем приблизиться к пониманию процессов, происходивших в ней.