Тайна первых звезд Вселенной: как магнитные поля ограничивали рост гигантов

Массивные звезды населения III (Population 3, Pop 3) — это гипотетические гиганты, которые сформировались в ранней Вселенной. Они играли ключевую роль в создании первых тяжёлых элементов, "зажигая" эволюцию космоса. Однако новые исследования показывают, что их рост ограничивался не только гравитацией и радиацией, но и магнитными полями.

Что такое звезды населения III

Звезды Pop 3 — это первые звёзды, появившиеся после Большого взрыва. Они состояли из водорода и гелия, почти не содержали тяжёлых элементов и могли достигать огромных размеров — в десятки или сотни раз больше массы Солнца. Эти звезды проживали короткую, но яркую жизнь, завершающуюся в виде мощных сверхновых. Именно они начали процесс "металлизации" Вселенной, распространяя элементы, необходимые для формирования новых звёзд, планет и, в конечном итоге, жизни.

Как формировались звезды Pop 3

Формирование звезды начинается с коллапса облака молекулярного водорода. В случае звёзд Pop 3 этот процесс протекал в условиях, когда Вселенная была ещё молодой и не имела магнитных полей, которые позже стали распространёнными. Однако, по мере формирования звёзд, начали развиваться мощные магнитные поля, которые играли важную роль в ограничении их роста.

Роль магнитных полей

Новое исследование, проведённое под руководством астрофизика Пиюша Шарды из Лейденской обсерватории, показало, что магнитные поля противодействовали гравитации, ограничивая приток газа на формирующиеся звёзды. Это тормозило процесс аккреции (наращивания массы) даже до того, как активировалась радиационная обратная связь — процесс, при котором излучение звезды нагревает окружающий газ, препятствуя его дальнейшему падению.

Моделирование показало, что в условиях, учитывающих магнитные поля, максимальная масса звезды Pop 3 составляла около 65 масс Солнца. Для сравнения, в моделях без учёта магнитных полей звёзды могли достигать 120 солнечных масс.

Почему это важно

Результаты моделирования показывают, что магнитные поля играли ключевую роль в определении массы звёзд Pop 3. Это открытие важно для понимания эволюции ранней Вселенной и формирования первых звёздных скоплений.

Кроме того, исследование подтверждает гипотезу о существовании этих звёзд, которая лежит в основе современных космологических теорий. Если звёзды Pop 3 не существовали бы, это означало бы наличие пробелов в нашем понимании Вселенной.

Исследователи подчёркивают, что их работа — это первый шаг к созданию более полной модели, учитывающей все физические процессы, влияющие на формирование звёзд Pop 3. Будущие исследования будут направлены на изучение излучения этих звёзд, а также их возможных следов в виде элементов, оставленных в межзвёздной среде.

Уточнения

Звезда́ — массивное самосветящееся небесное тело, состоящее из газа и плазмы, в котором происходят, происходили или будут происходить термоядерные реакции.