Джерело зображення: CfA
За даними космологів, у ранньому Всесвіті була лише суміш водню, гелію та інших більш легких елементів, але жоден із важких елементів, необхідний для життя, як вуглець. З первісних газів утворилися гігантські зірки - деякі були в 200 разів більшими за наше Сонце - прожили недовго, часто всього кілька мільйонів років. Ці гігантські зірки перетворювали до 50% свого матеріалу в більш важкі елементи, переважно залізо, перш ніж бурхливо вибухати як наднові. Телескоп Джеймса Вебба, який повинен бути запущений після 2011 року, буде настільки чутливим, що він повинен мати можливість оглянутися назад, щоб спостерігати за тим, як відбуваються ці наднові.
Ранній Всесвіт був безплідним пустищем водню, гелію та дотиком літію, що не містив жодного з необхідних для життя елементів, як ми це знаємо. Від цих споконвічних газів народилися гігантські зірки в 200 разів масивніші, ніж Сонце, спалюючи своє паливо з такою величезною швидкістю, що вони прожили лише близько 3 мільйонів років до вибуху. Ці вибухи з величезною швидкістю вивели в порожнечу такі елементи, як вуглець, кисень та залізо. Нові симуляції астрофізиків Волкера Бромма (Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики), Наокі Йосіда (Національна астрономічна обсерваторія Японії) та Ларса Ерквіста (CfA) показують, що перше «найбільше покоління» зірок поширило неймовірну кількість таких важких елементів на тисячі світлових років космосу, тим самим засіваючи космос речами життя.
Це дослідження розміщено в Інтернеті за адресою http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 і буде опубліковано у майбутньому випуску «Астрофізичного журналу».
"Ми були здивовані тим, наскільки сильними були перші вибухи наднової", - каже Бромм. "Всесвіт, що знаходився в первозданному стані спокою, швидко і безповоротно трансформувався колосальним вкладом енергії та важких стихій, створивши підставку для тривалої космічної еволюції, яка врешті призвела до життя та розумних істот, як ми".
Приблизно через 200 мільйонів років після Великого вибуху всесвіт зазнав драматичного сплеску утворення зірок. Ці перші зірки були масивними і швидко горілими, швидко сплавляючи водневе паливо у важчі елементи, такі як вуглець і кисень. Наближаючись до кінця свого життя, зневірені енергією, ці зірки спалювали вуглець і кисень, утворюючи більш важкі і важчі елементи, поки не доходили до кінця лінії із залізом. Оскільки залізо не може бути сплавлено для створення енергії, то перші зірки вибухали як наднові, вибухаючи елементи, які вони утворили у космос.
Кожна з цих перших гігантських зірок перетворювала приблизно половину своєї маси у важкі елементи, значна частина заліза. В результаті кожна наднова кинула до 100 сонячних мас заліза в міжзоряне середовище. Смерті кожної зірки додавали до міжзоряного щедроти. Отже, до надзвичайно молодого віку 275 мільйонів років, Всесвіт був посіяний металами.
Цей процес висіву сприяв структурі дитячого Всесвіту, де невеликі протогалактики менше однієї мільйонної маси Чумацького Шляху скупчувалися, як люди, у багатолюдному вагоні метро. Невеликі розміри та відстані між цими протогалактиками дозволили окремій надновій швидко висіяти значну кількість простору.
Моделювання суперкомп'ютерів Броммом, Йосідою та Ерквістом показало, що найенергійніші вибухи наднових породжували ударні хвилі, які викидали важкі елементи на відстань до 3000 світлових років. Ці ударні хвилі промітали величезну кількість газу в міжгалактичний простір, залишаючи після себе гарячі «бульбашки» і викликали нові круги утворення зірок.
Експерт Супернової Роберт Кіршнер (CfA) каже: «Сьогодні це захоплююча теорія, заснована на нашому найкращому розумінні того, як працювали перші зірки. Через кілька років, коли ми будуємо космічний телескоп Джеймса Вебба, спадкоємця космічного телескопа Хаббла, ми мали б змогу побачити ці перші супернові та перевірити ідеї Волкера. Будьте в курсі! "
Ларс Ерквіст зазначає, що друге покоління зірок містило важкі елементи першого покоління - насіння, з яких могли вирости скелясті планети, як Земля. "Без цього першого" зірка найбільшого покоління "наш світ не існував би".
Штаб-квартира в м. Кембридж, штат Массачусетс, Гарвард-Смітсонівський центр астрофізики - це спільна співпраця між Смітсонівською астрофізичною обсерваторією та обсерваторією Гарвардського коледжу. Вчені CfA, організовані в шість наукових підрозділів, вивчають походження, еволюцію та остаточну долю Всесвіту.
Оригінальне джерело: CfA News Release
