Первые звезды могли родиться в космической буре, а не в ...

Дата публикации: 28-06-2026 12:01:36

Первые звезды могли родиться в космической буре, а не в тишине.
После Большого взрыва Вселенная долго была холодной, темной и почти пустой: вокруг дрейфовали водород и небольшая доля гелия. Все изменилось, когда в гало темной материи зажглись первые звезды. Их называют звездами третьего поколения, или Pop III. Долгое время астрофизики представляли их очень массивными, бедными металлами, невероятно горячими и яркими светилами, которые формировались в довольно спокойной среде.
Но новая работа астрофизиков из Института астрономии и астрофизики Китайской академии наук меняет эту картину. Ранняя среда звездообразования могла быть не спокойной, а турбулентной. А значит, первые звезды, возможно, не были такими гигантскими, как считалось раньше.
Звезды Pop III рождались из первичного газа, где почти все составляли водород и гелий. Металлов там еще не было, потому что сами первые звезды только должны были запустить их производство. А металлы важны: они помогают газу остывать, чтобы он мог сжиматься и превращаться в звезды.
Молекулярный водород тоже охлаждает газ, но хуже. Из-за этого меняется масса Джинса — пороговая масса внутри газового облака. Пока облако не набрало эту массу, оно не может схлопнуться в звезду, потому что мешает радиационное давление газа. В первозданной среде без металлов этот порог был другим, поэтому теоретически могли появляться куда более массивные звезды.
Именно поэтому ранние модели давали для звезд популяции III массы от 40 до 500 M⊙ — намного больше обычных звездных масс, которые мы видим в локальной Вселенной.
В последние годы симуляции начали показывать другую деталь: маломассивных звезд III типа могло быть больше, чем предполагали. В целом такие работы указывают, что распределение масс протозвезд III типа в ранней Вселенной могло охватывать примерно от 10^-3 до 10^2 M⊙, а турбулентность и обратная связь заметно меняют итоговую картину.
Чтобы проверить эту идею, команда взяла Illustris TNG — серию гидродинамических симуляций формирования галактик на суперкомпьютере — и изменила расчеты так, чтобы добиться меньших размеров частиц. Это позволило рассмотреть, как газ на ранних этапах падает в минигало и как там появляются мощные турбулентные потоки.
Исследователи смоделировали 15 первичных минигало — плотных скоплений темной материи в молодой Вселенной, где должны были рождаться первые звезды. Расчеты стартовали в момент, когда Вселенной было всего 300 миллионов лет. Разрешение Illustris TNG увеличили в 100 000 раз, поэтому движение газа удалось проследить на масштабах меньше одного светового года. Массовое разрешение газовых частиц стало намного выше, и команда смогла рассмотреть аккрецию, турбулентность и фрагментацию газа во время формирования минигало.
Главный результат: турбулентность играла в рождении звезд третьего поколения намного большую роль, чем думали раньше.
Она возникала сама собой, когда газ стекался в минигало. Потоков было много, они встречались в центре, сталкивались и закручивали вещество. Скорости газа составляли от 1,8 до 4,2 скорости звука, причем в более крупных гало они были выше.
Вместо плавного сжатия в одну огромную звезду газ дробился на множество сгустков. В симуляциях одни сгустки имели десятки солнечных масс, другие — всего несколько. Поэтому первые звезды Pop III могли быть не одинаково массивными, а гораздо более разными. Массы некоторых плотных сгустков лежали в диапазоне от 2,6 M⊙ до 66,5 M⊙, превышали соответствующие массы Джинса и вскоре должны были схлопнуться в первые звезды.
Итог симуляций такой: сверхзвуковая турбулентность, похоже, была обычной чертой минигало и помогала создавать комковатые облака, где шло звездообразование. Это напрямую влияет на распределение масс самых первых звезд.
Такой сценарий может объяснить старую астрономическую загадку. Если бы первые звезды почти всегда были очень массивными, многие из них взрывались бы сверхновыми и насыщали межзвездную среду металлами. Затем эти металлы попадали бы в следующее поколение звезд. Но в Млечном Пути есть много древних звезд, появившихся после Pop III, которые сохранили химический след своих предков. Их низкая металличность говорит: первые звезды могли быть менее массивными, чем ожидалось.
Турбулентность как раз помогает снять это противоречие. Газ в минигало не собирался в одно сферическое облако и одну гигантскую звезду, а вытягивался в более мелкие нити, которые давали менее массивные светила. Если из-за этого массивных звезд Pop III было меньше, то их потомки должны были получить меньше металлов.
Масса первых звезд важна еще и потому, что она задавала будущее галактик. Крупные звезды сильнее влияют на окружение: нагревают газ и тормозят новое звездообразование. Значит, звезды третьей популяции помогали формировать первые галактики, внутри которых сами и рождались.
Физика первичной турбулентности, показанная в этих моделях, дает важный ключ к давней проблеме рождения Pop III. Массы сгустков, которые возникают из-за сверхзвуковой турбулентности, могли определять характерный масштаб первых звезд и силу их обратной связи — а через это и свойства самых ранних галактик.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	Массивные звезды прожигают свою короткую жизнь, активно сжигая ядерное топливо. ...	0	7	27-06-2026
2	А ты знаешь, что человечеству уже точно известно, как выглядит ...	5	7	28-06-2026
3	Астрономы выяснили, как мощный «галактический ветер» убивает звёздные колыбели	5	7	14-06-2026
4	Как магнитные поля направляют газ в места формирования звёзд. Очевидно, ...	5	7	28-06-2026
5	Звёздные поколения Звёзды бывают двух поколений — первого и второго. ...	0	7	28-06-2026
6	Остаток сверхновой в самом центре нашей Галактики? Чтобы увидеть эту ...	0	7	27-06-2026
7	Уэбб зафиксировал выброс газа от протозвезды 💥 Космический телескоп Уэбба ...	5	7	27-06-2026
8	Как рождаются нейтронные звёзды?	0	8	11-04-2025
9	В окрестностях Млечного Пути нашли древнейшие галактики во Вселенной	0	0	19-08-2018
10	В окрестностях Млечного Пути нашли древнейшие галактики во Вселенной	0	0	19-08-2018

Классификация: . Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 7. Источник: vk.com.