 |
|
Загадка массы первых звезд
|
| Чинг-Яо Тан и доктор Ке-Чжун Чен из Института астрономии и астрофизики Китайской академии наук (ASIAA) добились существенного прогресса в расшифровке массы первых звезд при рождении с помощью мощного суперкомпьютера в Национальной лаборатории Беркли. Об этом новом исследовании сообщается в последнем выпуске ежемесячных уведомлений Королевского астрономического общества. На ранних стадиях развития Вселенной после Большого взрыва существовали только водород и гелий, а важнейшие элементы, необходимые для поддержания жизни, такие как углерод и кислород, еще не появились. Примерно 200 миллионов лет спустя начали формироваться первые звезды, известные как звезды третьей популяции (Pop III). Эти звезды инициировали производство более тяжелых элементов в результате ядерного горения в своих ядрах. Когда эти звезды достигли конца своего жизненного цикла, некоторые из них превратились в сверхновые, вызвав мощные взрывы, которые рассеяли вновь синтезированные элементы по ранней Вселенной, став основой для жизни. |
|
| Тип возникающей сверхновой зависит от массы первой звезды в момент ее распада, что приводит к различному химическому составу. Наблюдения за звездами с крайне низким содержанием металлов (EMP), образовавшимися после появления первых звезд и их сверхновых, сыграли решающую роль в оценке типичной массы первых звезд. С точки зрения наблюдений, элементарное изобилие звезд EMP позволяет предположить, что массы первых звезд варьировались от 12 до 60 масс Солнца. Однако предыдущие космологические расчеты показали, что у первых звезд масса была очень высокой и широко распределенной, в диапазоне от 50 до 1000 масс Солнца. Это значительное расхождение в массе между расчетами и наблюдениями озадачивало астрофизиков более десяти лет. Чинг-Яо Тан и Ке-Чжун Чен использовали мощный суперкомпьютер в Национальной лаборатории Беркли для создания первого в мире трехмерного гидродинамического моделирования турбулентных звездообразующих облаков с высоким разрешением для первых звезд. |
| Их результаты показывают, что сверхзвуковая турбулентность эффективно разбивает звездообразующие облака на несколько скоплений, каждое из которых имеет плотное ядро массой от 22 до 175 солнечных масс, предназначенное для образования первых звезд массой от 8 до 58 солнечных масс, что хорошо согласуется с наблюдениями. Более того, если турбулентность при моделировании будет слабой или неразрешенной, исследователи смогут воспроизвести результаты, аналогичные предыдущим моделированиям. Этот результат впервые подчеркивает важность турбулентности при формировании первых звезд и предлагает многообещающий путь для уменьшения теоретической массы первых звезд. Это успешно согласует расхождения в массе между моделями и наблюдениями, обеспечивая прочную теоретическую основу для первого звездообразования. |
| Источник |
