Kujutise allikas: CfA
Kosmoloogide sõnul sisaldas varajane universum ainult vesiniku, heeliumi ja muude kergemate elementide segu, kuid mitte ükski eluks vajalik element - nagu süsinik. Algsetest gaasidest moodustusid hiiglaslikud tähed - mõned olid 200 korda suuremad kui meie Päike -, mis elas lühikest aega, sageli vaid paar miljonit aastat. Need hiiglaslikud tähed muundasid kuni 50% oma materjalist kangeelementideks, enamasti rauast, enne kui nad plahvatasid vägivaldselt supernoovadena. James Webbi teleskoop, mis peaks valmima pärast 2011. aastat, on nii tundlik, et see peaks suutma nende supernoovade toimumisele tagasi vaadata.
Varane universum oli viljatu vesiniku, heeliumi ja liitiumi puudulik tühermaa, mis ei sisaldanud ühtegi eluks vajalikku elementi, nagu me seda tunneme. Nendest ürgsetest gaasidest sündisid hiiglaslikud tähed, mis olid 200 korda massiivsemad kui Päike, põletades kütust nii suure kiirusega, et enne plahvatust elasid nad vaid umbes 3 miljonit aastat. Need plahvatused sundisid tohutu kiirusega tühimikku selliseid elemente nagu süsinik, hapnik ja raud. Astrofüüsikute Volker Brommi (Harvard-Smithsonian Astrofüüsika Keskus), Naoki Yoshida (Jaapani Riiklik Astronoomiline Vaatluskeskus) ja Lars Hernquist (CfA) uued simulatsioonid näitavad, et esimene, „suurim põlvkond“ tähti, jagas tuhandeid tuhandeid raskeid elemente tuhandetesse. valgusaastate ruumi, külvates seeläbi kosmose eluga.
See uurimistöö on postitatud veebis aadressil http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 ja see avaldatakse ajakirja The Astrophysical Journal Letters peatses numbris.
"Meid üllatas see, kui ägedad olid esimesed supernoova plahvatused," ütleb Bromm. "Universum, mis oli puutumatus rahulikus olekus, muudeti kiiresti ja pöördumatult energia ja raskete elementide kolossaalse sisendiga, pannes aluse pikale kosmilisele evolutsioonile, mis viis lõpuks elu ja arukate olenditeni nagu me."
Umbes 200 miljonit aastat pärast Suurt Pauku läbis universum tähtede moodustumise dramaatilise purske. Need esimesed tähed olid massiivsed ja kiiresti põlevad, sulatades kiiresti vesinikkütuse raskemateks elementideks nagu süsinik ja hapnik. Oma elu lõpuni ja meeleheitel energia järele põletasid need tähed süsinikku ja hapnikku, moodustades raskemaid ja raskemaid elemente, kuni jõudsid rauaga rea lõppu. Kuna rauda ei saa energia saamiseks sulatada, siis plahvatasid esimesed tähed supernoovadena, lõhkades nende poolt moodustatud elemendid kosmosesse.
Igaüks neist esimestest hiiglaslikest tähtedest muutis umbes poole oma massist rasketeks elementideks, millest suurem osa rauda. Selle tagajärjel ajas iga supernoova tähtedevahelisse keskkonda kuni 100 päikesemassi rauda. Iga tähe surmajuhtumid lisasid tähtedevahelisele halastusele. Seetõttu oli märkimisväärselt nooreks, 275 miljoni aasta vanuseks, universum külvatud põhiliselt metallidega.
Sellele külviprotsessile aitas kaasa imikuuniversumi struktuur, kus väikesed protogalaksiad, mis moodustasid Linnutee massist vähem kui ühe miljoniosa, olid kokku nagu inimesed ülerahvastatud metrooautol. Protogalaksia väikesed mõõtmed ja vahemaad võimaldasid üksikul supernooval kiiresti külvata märkimisväärse osa ruumist.
Brommi, Yoshida ja Hernquisti superarvuti simulatsioonid näitasid, et kõige energilisemad supernoova plahvatused saatsid lööklaineid, mis levitasid raskeid elemente kuni 3000 valgusaasta kaugusel. Need lööklained pühkisid galaktikatevahelisse ruumi tohutul hulgal gaasi, jättes maha kuumad “mullid” ja käivitasid uued tähtede moodustumise voorud.
Supernova ekspert Robert Kirshner (CfA) ütleb: „Täna on see põnev teooria, mis põhineb meie parimal arusaamal esimeste tähtede toimimisest. Mõne aasta pärast, kui ehitame Hubble'i kosmoseteleskoobi järglase James Webbi kosmoseteleskoobi, peaksime saama näha neid esimesi supernoovasid ja testida Volkeri ideid. Olge kursis! ”
Lars Hernquist märgib, et teise põlvkonna tähed sisaldasid esimese põlvkonna raskeid elemente - seemneid, millest võisid kasvada sellised kivised planeedid nagu Maa. "Ilma selle esimese, suurima tähtede põlvkonnata poleks meie maailma olemas."
Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskus, mille peakorter asub Cambridge'is, on Smithsoniani astrofüüsika vaatluskeskuse ja Harvardi kolledži vaatluskeskuse ühine koostöö. CfA teadlased, kes on jaotatud kuude uurimisosakonda, uurivad universumi päritolu, arengut ja lõplikku saatust.
Algne allikas: CfA pressiteade
