Велика загадка: фізики з'ясували, чому перші зірки у Всесвіті не могли рости вічно.

Через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху у Всесвіті з'явилися перші зірки, які називаються зірками Населення III. Цікаво, що Сонце, яке з'явилося через 9 млрд років після Великого вибуху, належить до зірок Населення I. Перші зірки були масивними, хоча їхня маса, як вважається, обмежувалася кількома десятками мас Сонця, були дуже яскравими і жили всього кілька мільйонів років. Їхнє життя закінчувалося вибухом найперших наднових. Саме завдяки цим вибухам Всесвіт наповнився першими важкими хімічними елементами. Точна причина того, що перші зірки не могли рости вічно, до кінця не зрозуміла. Але автори дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, запропонували свій варіант розвитку подій, пише Universe Today.

Зараз відомо, що сучасні зірки формуються з хмари холодного молекулярного водню, яке стискається під дією гравітації і утворює протозірку, оточену диском з газу. З цих дисків протозірки беруть речовину для свого зростання і набору маси.

Коли зірки набирають масу, вони нагріваються, і це тепло нагріває оточуючий їх диск. Це може сповільнити або обмежити зростання зірок. Також новонароджені зірки випускають потужне випромінювання, яке може розсіювати близький газ, необхідний їм для продовження зростання. Ще протозірки обертаються набагато швидше, ніж звичайні зірки, і це створює потужні магнітні поля, які також можуть обмежити зростання зірок.

Але чи діяли такі ж процеси в ранньому Всесвіті, якщо мова йде про найперші зірки? Раніше вважалося, що зірки Населення III могли набрати будь-яку масу, пізніше дослідження показали, що їхня маса все ж була обмеженою.

Астрономи створили моделювання, у яке включили сильне випромінювання і магнітні поля перших зірок, щоб з'ясувати, що могло обмежувати їх зростання і набір маси. Дослідження показало, що перші зірки не могли мати масу більш ніж у 65 разів перевищуючу масу Сонця. Вчені вважають, що головну роль в обмеженні зростання перших зірок зіграли їхні магнітні поля.

Як показало моделювання, коли перші зірки накопичували масу, їхня гравітація збільшувалася, що мало призвести до накопичення ще більшої кількості газу. Але в цей час магнітні поля протидіяли гравітації, і вони включалися в роботу ще до того, як потужне випромінювання молодих зірок викликало розсіювання оточуючого газу.

Тобто зростання перших зірок на початковому етапі сповільнювалося завдяки впливу магнітних полів, а потім зупинялося повністю через вплив їх випромінювання на навколишній газовий диск. В цьому диску в кінцевому підсумку виявлялося недостатньо речовини для подальшого зростання перших зірок.

Перевірити цю теорію надзвичайно складно, адже вчені ще ніколи не бачили безпосередньо найперші зірки, а тому вони в багатьох аспектах залишаються загадкою.