Голяма мистерия: Физиците разбраха защо първите звезди във Вселената не могат да растат вечно

Първите звезди произвеждат тежки химически елементи, но имат ограничена маса и не могат да растат повече.

Няколкостотин милиона години след Големия взрив във Вселената се появяват и първите звезди, наречени звезди от Население III. Интересното тук е, че Слънцето, което се е появило 9 милиарда години след Големия взрив, принадлежи към звездите от население I. Първите звезди са били масивни, въпреки че се смята, че тяхната маса е била ограничена до няколко десетки слънчеви маси, и те са много ярки и са живели само няколко милиона години. Техният живот приключва с експлозията на първите свръхнови. Благодарение на тези експлозии Вселената е изпълнена с първите тежки химически елементи. Точната причина защо първите звезди не са могли да растат вечно не е напълно ясна. Но авторите на изследването, публикувано на сървъра за предпечат на arXiv, имат предположение и собствена версия за развитието на събитията, пише Universe Today.

Към момента е известно, че съвременните звезди се образуват от облак от студен молекулярен водород, който се компресира под действието на гравитацията, за да образува протозвезда, заобиколена от диск от газ. От тези дискове протозвездите вземат материя за техния растеж и увеличаване на масата.

Когато звездите набират маса, те се нагряват и тази топлина загрява диска около тях. Това може да забави или ограничи растежа на звездите. Новородените звезди също излъчват мощна радиация, която може да разпръсне близкия газ, от който се нуждаят, за да продължат да растат. Протозвездите също се въртят много по-бързо от нормалните звезди и това създава мощни магнитни полета, които също могат да ограничат растежа на звездите.

Но действали ли са същите процеси в ранната Вселена, ако говорим за първите звезди? По-рано се предполагаше, че звездите от Население III могат да придобият някаква маса; по-късни проучвания обаче са показали, че тяхната маса все още е ограничена.

Астрофизиците създадоха симулации, които включват силната радиация и магнитните полета на първите звезди, за да разберат какво може да е ограничило техния растеж и увеличаване на масата. Проучването е показало, че първите звезди не биха могли да имат маса, по-голяма от 65 пъти масата на Слънцето. Учените смятат, че техните магнитни полета са изиграли основна роля в ограничаването на растежа на първите звезди.

Както показа симулацията, когато първите звезди са натрупали маса, тяхната гравитация се е увеличила, което е трябвало да доведе до натрупване на още повече газ. Но по това време магнитните полета противодействат на гравитацията и се активират още преди мощната радиация на младите звезди да накара околния газ да се разсее.

Тоест растежът на първите звезди в началния етап се е забавил поради влиянието на магнитните полета и след това е спрял напълно, поради влиянието на тяхното излъчване върху околния газов диск. В крайна сметка този диск не съдържа достатъчно материал за по-нататъшния растеж на първите звезди.

Тази теория е изключително трудна за проверка, тъй като учените никога не са виждали директно първите звезди и следователно те остават до голяма степен загадка.