Первые звезды, которые вспыхнули во Вселенной, были большими. Относительно того, какую массу они имели, существуют разногласия между наблюдениями и теорией. Недавно ученые использовали суперкомпьютер, чтобы разобраться с ними.
Первые звезды
Одной из самых интересных задач современной астрофизики является оценка массы светил, существовавших в самом начале Вселенной. Тогда присутствовали только водород и гелий, поэтому звезды первого поколения, или, как его еще называют, Населения III, должны были быть очень большими. И в новом исследовании ученые установили, насколько именно.
Сами по себе звезды первого поколения мы наблюдать не можем. Они взорвались еще до того, как родилась Земля. Однако какие-то из них стали сверхновыми и породили немало тяжелых элементов. И их мы до сих пор видим в некоторых старых звездах. Оценивая их количество, ученые могут определить тип первых сверхновых, а значит, и массу звезд, которые их порождали.
Проблема лишь в том, что таким образом ученые получили оценку среднего веса первых звезд от 12 до 60 масс Солнца. Одновременно теоретические построения на основе общих явлений о ранней Вселенной давали оценку от 50 до 1000 масс Солнца, что намного больше.
Почему существует такое расхождение между теоретическими предсказаниями и наблюдениями, ученые не знают. Споры об этом продолжаются уже десять лет. Однако возможно, что новое исследование наконец положит им конец.
Моделирование на суперкомпьютере
В своей работе ученые использовали мощный суперкомпьютер в Национальной лаборатории Беркли. С его помощью они создали первые в мире трехмерные гидродинамические симуляции с высоким разрешением турбулентных облаков газа, в которых родились первые звезды.
Именно турбулентность, то есть возникновение неоднородностей в движении газа, стала ключом для правильной оценки массы первых звезд. Ее существование было подтверждено предыдущими исследованиями, и новое моделирование показало, что она действительно важна. Ведь в результате нее происходит фрагментация первичных облаков.
Ученые установили, что действие турбулентности приводит к тому, что в ранней Вселенной облака разрывались на фрагменты весом от 22 до 175 масс Солнца. А уже из них образовывались звезды в 8–58 раз массивнее Солнца.
Таким образом, новое исследование наконец дало теоретический результат, который хорошо согласуется с наблюдениями. Похоже, что разгадка проблемы, которая беспокоила ученых 10 лет, действительно заключалась в том, что они не учли турбулентность.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/techsfact
