Необычную массу первых звезд объяснили с помощью суперкомпьютера
Про первые звёзды, зародившиеся во Вселенной, учёным было доподлинно известно только то, что они состояли из водорода и гелия — тяжёлые элементы появились позже. А вот их масса долгое время была загадкой, а результаты оценок различались на несколько порядков. Но команда китайских астрофизиков готова наконец закрыть этот пробел и дать практически точные цифры — не без помощи гигантского суперкомпьютера.
Все наши наблюдения за звёздами относятся к тем из них, которые сформировались как минимум спустя сотни миллионов лет после Большого Взрыва — когда уже понемногу начали появляться тяжёлые элементы. Но в составе первых звёзд (по меньшей мере, до III популяции) им было совершенно неоткуда взяться, что предполагает качественно иную модель внутренних процессов и, следовательно, массы светил.
Некоторое представление о том, как это было, дают самые бедные металлами из существующих звёзд. Отталкиваясь от них, астрономы предположили, что первые звёзды могли иметь массу от 12 до 60 солнечных. Но космологические моделирования давали гораздо более непредсказуемый разброс — от 50 до 1 000 масс Солнца.
Больше десяти лет этот огромный интервал никак не удавалось сократить — пока к этой задаче не подступились доктор Чин Яотан и доктор Кэ Цзюйчэнь из Института астрономии и астрофизики академии наук на Тайване. Впервые в мире они провели 3D-гидродинамическое моделирование турбулентных звездообразующих облаков для первых звёзд — с самым высоким доступным на сегодняшний день высоким разрешением.
Мощнейший суперкомпьютер, принадлежащий Национальной лаборатории США в Беркли, помог восстановить некоторые пробелы, имевшие место в предыдущих вычислениях. Плюс астрофизики угадали: оказалось, именно сверхзвуковая турбулентность играет одну из ключевых ролей в звездообразовании, разрезая газопылевые облака на несколько частей.
В каждой из появившейся таким образом частей образуется плотное ядро массой от 22 до 175 солнечных. А появляющиеся затем полноценные звёзды будут «весить» от 8 до 58 масс Солнца, что отлично согласуется с наблюдениями.
Впрочем, ранняя Вселенная отличалась от современной не только элементным составом и массой звёзд. Различия на уровне галактик были тоже более, чем заметны: к примеру, знаете ли вы, что 13 миллиардов лет назад они были гораздо более плоскими? Правда, по какой причине, и куда потом исчезла большая часть уплощённых галактик, пока остаётся одной из космологических загадок...
Самое популярное
