Первое поколение звезд в нашей Вселенной было представлено очень массивными и яркими светилами, которые состояли из практически чистого водорода. Они быстро прошли все этапы своей эволюции, взорвались как сверхновые и наполнили пространство первыми молекулами воды.
Вода — основа жизни
Вода — это суть жизни. Каждое живое существо на Земле содержит в себе воду. Земля богата жизнью, потому что она богата водой. Эта фундаментальная связь между водой и жизнью частично объясняется чрезвычайными свойствами воды, а частично — тем, что вода является одной из самых распространенных молекул во Вселенной.
Вода состоит из одной части кислорода и двух частей водорода, ее структура проста и прочна. Водород происходит из первобытного огня Большого взрыва и является самым распространенным элементом. Кислород образуется в ядрах крупных звезд вместе с углеродом и азотом в процессе термоядерного синтеза CNO.
Из-за его происхождения мы обычно считали, что кислород (и, соответственно, вода) со временем становился все более распространенным. От первых звезд до наших дней каждое поколение выбрасывало кислород в космос в моменты своей смерти. И если в ранней Вселенной вода была редкостью, то сейчас она является относительно распространенным явлением. Но новое исследование предполагает, что это не так.
Популяции звезд и образование воды
Астрономы разделяют звезды на группы в зависимости от их возраста и металличности, где «металлы» — это любые элементы, кроме водорода и гелия. Самые молодые и самые богатые металлами звезды, такие как Солнце, называются населением I. Более старые звезды с меньшим содержанием металлов относятся к населению II. Самые старые звезды, самые первые звезды, появившиеся во Вселенной, известны как население III.
Хотя мы не наблюдали звезды населения III непосредственно, они должны были бы быть огромными светилами, полностью состоящими из водорода и гелия. Первые зародыши всего, что мы видим вокруг, сформировались в этих первых звездах. Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, утверждает, что звезды населения III также наполнили космос водой.
В своем исследовании команда смоделировала взрывы малых (13 масс Солнца) и больших (200 масс Солнца) ранних звезд. Большие звезды были бы самыми первыми, образовавшимися из первичных облаков, тогда как меньшие звезды были бы первыми, сформировавшимися в ранних звездных питомниках. Не совсем звезды населения III, но с очень низкой металличностью. Когда меньшие звезды погибали, они взрывались как типичные сверхновые, но когда погибали большие звезды, они взрывались как блестящие сверхновые с парной нестабильностью.
Моделирование концентрации воды в ранней Вселенной
Согласно моделированию, эти звезды значительно обогатили бы окружающую среду водой. Молекулярные облака, образованные из остатков этих звезд, имели от 10 до 30 раз большую долю воды, чем диффузные молекулярные облака, наблюдаемые во Млечном Пути сегодня. Исходя из этого, команда утверждает, что через 100–200 млн лет после Большого взрыва в молекулярных облаках было достаточно воды и других элементов для зарождения жизни.
Действительно ли жизнь появилась во Вселенной так рано — вопрос без ответа. Существует также тот факт, что хотя вода образовалась рано, ионизация и другие астрофизические процессы могли разбить многие из этих молекул. Возможно, воды было много в начале, но Вселенная вступила в сухой период до того, как звезды населения II и населения I создали тот уровень воды, который мы видим сегодня. Но вполне возможно, что большая часть воды, которая нас окружает, происходит от самых первых звезд.
По материалам phys.org
