Перші зорі, які спалахнули у Всесвіті, були великими. Щодо того, яку масу вони мали, існують розбіжності між спостереженнями та теорією. Недавно вчені використали суперкомп’ютер, аби розібратися з ними.
Перші зорі
Однією з найцікавіших задач сучасної астрофізики є оцінка маси світил, що існували на самому початку Всесвіту. Тоді були лише водень та гелій, тому зорі першого покоління, або, як його ще називають, Населення ІІІ, мали бути дуже великими. І у новому дослідженні науковці встановили, наскільки саме.
Самі по собі зорі першого покоління ми спостерігати не можемо. Вони вибухнули ще до того, як народилася Земля. Однак певні з них стали надновими та породили чимало важких елементів. І їх ми досі бачимо у деяких старих зорях. Оцінюючи їхню кількість, астрономи можуть визначити тип перших наднових, а значить, і масу зір, що їх породжували.
Проблема лише в тому, що таким чином вчені отримали оцінку середньої ваги перших зір від 12 до 60 мас Сонця. Одночасно теоретичні побудови на основі загальних явлень про ранній Всесвіт давали оцінку від 50 до 1000 мас Сонця, що набагато більше.
Чому існує така розбіжність між теоретичними передбаченнями та спостереженнями, науковці не знають. Суперечки про це тривають уже десять років. Проте можливо, що нове дослідження нарешті покладе їм край.
Моделювання на суперкомп’ютері
У своїй роботі вчені використовували потужний суперкомп’ютер у Національній лабораторії Берклі. За його допомогою вони створили перші у світі тривимірні гідродинамічні симуляції з високою роздільною здатністю турбулентних хмар газу, в яких народилися перші зорі.
Саме турбулентність, тобто виникнення неоднорідностей у русі газу, стала ключем для правильної оцінки маси перших зір. Її існування було підтверджене попередніми дослідженнями, й нове моделювання показало, що вона справді важлива. Адже внаслідок неї відбувається фрагментація первинних хмар.
Науковці встановили, що дія турбулентності призводить до того, що в ранньому Всесвіті хмари розривалися на фрагменти вагою від 22 до 175 мас Сонця. А вже з них утворювалися зорі у 8–58 разів масивніші за Сонце.
Таким чином, нове дослідження нарешті дало теоретичний результат, який добре узгоджується зі спостереженнями. Схоже, що розгадка проблеми, яка непокоїла вчених 10 років, справді полягала в тому, що вони не врахували турбулентність.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
