Велика загадка: фізики з'ясували, чому перші зірки у Всесвіті не могли рости вічно

Через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху у Всесвіті з'явилися перші зірки, які називаються зірками Населення III. Цікаво, що Сонце, яке з'явилося через 9 мільярдів років після Великого вибуху належить до зірок населення I. Перші зірки були масивними, хоча їхня маса, як вважається, обмежувалася кількома десятками мас Сонця, дуже яскравими і жили всього кілька мільйонів років. Їхнє життя закінчувалося вибухом найперших наднових. Саме завдяки цим вибухам Всесвіт заповнився першими важкими хімічними елементами. Точна причина того, що перші зірки не могли рости вічно, до кінця не зрозуміла. Але автори дослідження, опублікованого на сервер препринтів arXiv, запропонували свій варіант розвитку подій, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Наразі відомо, що сучасні зірки формуються з хмари холодного молекулярного водню, що стискається під дією гравітації й утворює протозірку, оточену диском із газу. З цих дисків протозірки беруть речовину для свого зростання і набору маси.

Коли зірки набирають масу, вони нагріваються і це тепло нагріває диск, що їх оточує. Це може уповільнити або обмежити зростання зірок. Також новонароджені зірки випускають потужне випромінювання, яке може розсіювати довколишній газ, необхідний їм для продовження зростання. Ще протозірки обертаються набагато швидше, ніж звичайні зірки, і це створює потужні магнітні поля, які також можуть обмежити зростання зірок.

Але чи діяли такі самі процеси в ранньому Всесвіті, якщо йдеться про найперші зірки? Раніше припускали, що зірки Населення III могли набрати будь-яку масу, пізніше дослідження показали, що їхня маса все ж була обмеженою.

Астрофізики створили моделювання, куди включили сильне випромінювання і магнітні поля перших зірок, щоб з'ясувати, що могло обмежувати їхнє зростання і набір маси. Дослідження показало, що перші зірки не могли мати масу, яка більш ніж у 65 разів перевищує масу Сонця. Вчені вважають, що головну роль в обмеженні зростання перших зірок зіграли їхні магнітні поля.

Як показало моделювання, коли перші зірки накопичували масу, їхня гравітація збільшувалася, що повинно було призвести до накопичення ще більшої кількості газу. Але в цей час магнітні поля протидіяли гравітації, і вони включалися в роботу ще до того, як потужне випромінювання молодих зірок викликало розсіювання навколишнього газу.

Тобто зростання перших зірок на початковому етапі зростання сповільнювалося за рахунок впливу магнітних полів, а потім зупинялося повністю за рахунок впливу їхнього випромінювання на навколишній газовий диск. У цьому диску в кінцевому підсумку виявлялося недостатньо речовини для подальшого зростання перших зірок.

Цю теорію перевірити надзвичайно складно, адже вчені ще ніколи не бачили безпосередньо найперші зірки, а тому вони багато в чому залишаються загадкою.

Як уже писав Фокус, астрономи зробили унікальне відкриття. Виявилося, чорні діри самі готують їжу для себе. Вчені виявили прямий зв'язок між струменями масивних чорних дір і тим, як ці об'єкти поглинають навколишню матерію.

Також Фокус писав про те, що NASA провело випробування рухової системи нового надзвукового літака X-59, який призначений для демонстрації "тихого" подолання звукового бар'єру.