Ученые выяснили, как формировались первые звезды: они все были частью космических блинчиков
Новое исследование предполагает, что первые звезды могли образоваться не по отдельности, а как крошечные участки гигантских, похожих на блины, листов.
В новой статье для журнала The Astrophysical Journal Letters, которая еще не прошла полную рецензию, международная группа ученых предлагает новую теорию образования первых звезд. Ученые считают, что они могли сформироваться не по отдельности, а как крошечные участки гигантских, похожих на блины, листов. Таким образом, это привело бы к появлению действительно гигантских звезд, которые сможет обнаружить космический телескоп Уэбба, пишет Space.
Большую часть нашей Вселенной, как считают ученые, занимает таинственная темная материя. Но до сих пор не известно из чего она состоит.
Холодная темная материя
Согласно теории о холодной темной материи, которая является основной для нынешней космологической модели Вселенной, этот вид темной материи состоит из какой-то экзотической частицы, которая обычно двигается намного медленнее скорости света. Но у этой теории есть свои недостатки.
Например, модель холодной темной материи предсказывает наличие гораздо большего количества вещества в центрах галактик, чем наблюдают астрономы, и предсказывает гораздо больше маленьких галактик-спутников, чем можно обнаружить.
Одним из способов устранить этот недостаток – это сделать холодную темную материю немного “нечеткой”. Если темная материя состоит из невероятно крошечных частиц, тогда она будет достаточно легкой, чтобы ее квантово-механическая волнообразная природа проявилась в больших масштабах. Таким образом, вместо того, чтобы эти частицы существовали в виде отдельных точек, они разбросаны по областям космоса размером до 1000 световых лет. Таким образом нечеткая структура темной материи не позволяет ей строить структуры размером менее 1000 световых лет.
Экзотическая темная материя
В новой статье ученые описывают свою модель ранней Вселенной и появления первых звезд. Они допустили, что темная материя является “нечеткой” и это меняет эволюцию обычной материи и развитие звезд.
Для образования звезд и галактик нужна темная материя. Поскольку Вселенная постоянно расширяется, нужна гравитация, чтобы сгусток газа соединился вместе, стал очень плотным и в результате синтеза образовалась звезда. Но во Вселенной недостаточно обычной материи, чтобы это произошло. Своеобразным гравитационным тягачом выступает темная материя, которая притягивает достаточно обычной материи для образования звезд и галактик. Поэтому, если изменить свойства темной материи, значит эволюция звезд и галактик также изменится.
Космические блины
Моделирование ученых показало, что, когда темная материя становится нечеткой, это меняет представление о том, как формируются звезды. В модели холодной темной материи звезды сначала появляются глубоко внутри маленьких участков, разбросанных по всему космосу. Но из нечеткой темной материи сначала формируются гигантские двумерные листы, напоминающие блины.
Затем блин быстро распадается на отдельные участки, которые в конечном итоге превращаются в звезды. Но из-за того, что у этих блинов очень большая масса и они так быстро разрушаются, самые первые звезды оказываются намного больше, чем предсказывает модель холодной темной материи. Эти первые звезды могут достигать массы, которая в миллион раз больше массы Солнца. В то время как холодная темная материя может создавать звезды с массой в сотни раз больше массы Солнца.
По словам ученых, из-за того, что первые звезды имеют такие огромные размеры, они не могут долго существовать и взрываются сверхновыми. Когда это произошло и исчезли космические блины, только после этого началось нормальное формирование звезд и Вселенная стала такой, какой мы ее знаем сейчас, считают ученые.
Хотя космический телескоп Уэбба не сможет увидеть эти первые звезды, он может получить изображения некоторых из первых галактик, в которых могли сохранится остатки этих первых звезд. А если он их не увидит, то это может подтвердить новую теорию ученых о том, что первые звезды появились очень быстро и так же быстро исчезли. Хотя все еще есть шанс обнаружить хотя бы излучение самых первых сверхновых.
