Ученые раскрыли тайну: первые звезды во Вселенной не могли бесконечно расти, и вот причина этого явления.

Несколько сотен миллионов лет спустя после Большого взрыва во Вселенной возникли первые звезды, известные как звезды Населения III. Интересно, что Солнце, появившееся через 9 миллиардов лет после Большого взрыва, относится к звездам Населения I. Первоначальные звезды были массивными, хотя их масса, как полагают, ограничивалась несколькими десятками солнечных масс. Они были очень яркими и существовали всего несколько миллионов лет. Их жизнь завершалась взрывом первых сверхновых. Именно благодаря этим взрывам Вселенная была насыщена первыми тяжелыми химическими элементами. Точная причина, по которой первые звезды не могли расти бесконечно, до конца не ясна. Однако авторы исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, предложили свою версию событий, как сообщает Universe Today.

На сегодняшний день известно, что современные звезды формируются из облака холодного молекулярного водорода, которое сжимается под воздействием гравитации, образуя протозвезду, окруженную диском из газа. Из этих дисков протозвезды получают вещество для своего роста и накопления массы.

Когда звезды накапливают массу, они нагреваются, и это тепло подогревает окружающий диск. Это может замедлить или ограничить их рост. Кроме того, новорожденные звезды излучают мощное излучение, которое может рассеивать близлежащий газ, необходимый для их дальнейшего роста. Также протозвезды вращаются значительно быстрее, чем обычные звезды, что создает сильные магнитные поля, которые тоже могут сдерживать их развитие.

Но действовали ли аналогичные процессы в ранней Вселенной, когда речь идет о самых первых звездах? Ранее считалось, что звезды Населения III могли накапливать любую массу, но последующие исследования показали, что их масса все же была ограничена.

Астрофизики создали моделирование, в которое вошли сильное излучение и магнитные поля первых звезд, чтобы выяснить, что могло ограничивать их рост и накопление массы. Исследование показало, что первые звезды не могли иметь массу более чем в 65 раз превышающую массу Солнца. Ученые полагают, что ключевую роль в ограничении роста первых звезд сыграли их магнитные поля.

Моделирование показало, что когда первые звезды накапливали массу, их гравитация увеличивалась, что должно было способствовать накоплению еще большего количества газа. Однако в это время магнитные поля противодействовали гравитации и активизировались еще до того, как мощное излучение молодых звезд вызывало рассеивание окружающего газа.

Таким образом, рост первых звезд на начальном этапе замедлялся под воздействием магнитных полей, а затем полностью останавливался из-за влияния их излучения на окружающий газовый диск. В этом диске в конечном итоге оказывалось недостаточно вещества для дальнейшего роста первых звезд.

Проверить эту теорию чрезвычайно сложно, так как ученые никогда не наблюдали напрямую самые первые звезды, и поэтому они остаются во многом загадкой.