Attēla avots: CfA
Pēc kosmologu domām, agrīnajā Visumā bija tikai ūdeņraža, hēlija un citu vieglāku elementu maisījums, bet neviens no dzīvībai nepieciešamajiem elementiem - kā ogleklis. No oriģinālajām gāzēm izveidojās milzu zvaigznes - dažas bija 200 reizes lielākas par mūsu sauli - dzīvoja īsu laiku, bieži vien tikai dažus miljonus gadu. Šīs milzu zvaigznes līdz 50% no sava materiāla pārveidoja galvas elementos, galvenokārt dzelzs, pirms viņi vardarbīgi eksplodēja kā supernovas. Džeimsa Veba teleskops, kas paredzēts izlaišanai pēc 2011. gada, būs tik jutīgs, ka tam vajadzētu spēt atskatīties, lai noskatītos šīs supernovas.
Agrīnais Visums bija neauglīga ūdeņraža, hēlija un litija pieskāriens, kas nesatur nevienu no dzīvībai nepieciešamajiem elementiem, kā mēs to zinām. No šīm pirmatnējām gāzēm dzima milzu zvaigznes, kas ir 200 reizes masīvākas nekā Saule, sadedzinot degvielu tikpat lielā ātrumā, ka pirms eksplodēšanas viņi dzīvoja tikai apmēram 3 miljonus gadu. Šie sprādzieni milzīga ātruma dēļ tukšumā izdalīja tādus elementus kā ogleklis, skābeklis un dzelzs. Jaunās astrofiziķu Volkera Bromma (Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrs), Naoki Yoshida (Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas) un Larsa Hernquista (CfA) simulācijas liecina, ka pirmā, “lielākā paaudzes” zvaigzne, tūkstošiem cilvēku izkliedē neticami daudz šādu smagu elementu. gaismas gadu kosmosa, tādējādi sējot kosmosu ar dzīves lietām.
Šis pētījums ir publicēts tiešsaistē vietnē http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 un tiks publicēts gaidāmajā The Astrophysical Journal Letters numurā.
"Mēs bijām pārsteigti, cik vardarbīgi bija pirmie supernovas sprādzieni," saka Bromms. "Visumu, kas atradās senatnīgā mierīgajā stāvoklī, ātri un neatgriezeniski pārveidoja ar kolosālu enerģijas un smago elementu ievadi, kas bija pamats ilgajai kosmiskajai evolūcijai, kas galu galā noveda pie dzīvības un tādām saprātīgām būtnēm kā mēs."
Aptuveni 200 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena Visums piedzīvoja dramatisku zvaigžņu veidošanās pārrāvumu. Šīs pirmās zvaigznes bija masīvas un ātri degošas, ātri sakausējot savu ūdeņraža degvielu smagos elementos, piemēram, ogleklī un skābeklī. Tuvojoties mūža beigām un izmisīgi meklējot enerģiju, šīs zvaigznes sadedzināja oglekli un skābekli, veidojot smagākus un smagākus elementus, līdz dzelzs līnija nonāca līdz līnijas beigām. Tā kā dzelzi nevar sakausēt, lai radītu enerģiju, pirmās zvaigznes pēc tam eksplodēja kā supernovas, uzsprāgstot kosmosā elementus, kurus viņi bija izveidojuši.
Katra no šīm pirmajām milzu zvaigznēm aptuveni pusi no savas masas pārveidoja smagajos elementos, liela daļa no tiem - dzelzi. Tā rezultātā katra supernova starpzvaigžņu vidē ielēja līdz 100 saules masām dzelzs. Katras zvaigznes nāves gadījumi pievienoja starpzvaigžņu velti. Tādējādi līdz ievērojami jaunam vecumam - 275 miljoniem gadu - Visums bija pamatīgi iesēts ar metāliem.
Sēšanas procesu sekmēja zīdaiņa Visuma uzbūve, kurā mazie protogalaksi, kas ir mazāki par vienu miljono daļu Piena Ceļa masas, tika salikti kopā kā cilvēki pārpildītā metro automašīnā. Mazi izmēri un attālumi starp šiem viengabalainiem ļāva atsevišķai supernovai ātri iesēt ievērojamu telpas daudzumu.
Bromma, Jošida un Hernquista superdatoru simulācijas parādīja, ka visenerģiskākie supernovas sprādzieni izdalīja trieciena viļņus, kas plūca smagos elementus līdz 3000 gaismas gadu attālumā. Šie triecienviļņi ienesa milzīgu daudzumu gāzes starpgalaktiskajā telpā, atstājot aiz sevis “burbuļus” un izraisīja jaunus zvaigžņu veidošanās posmus.
Supernovas eksperts Roberts Kiršners (CfA) saka: “Mūsdienās šī ir aizraujoša teorija, kuras pamatā ir mūsu labākā izpratne par to, kā darbojās pirmās zvaigznes. Pēc dažiem gadiem, kad būvēsim Džeimsa Veba kosmisko teleskopu, Habla kosmiskā teleskopa pēcteci, mums vajadzētu būt iespējai redzēt šīs pirmās supernovas un pārbaudīt Volkera idejas. Sekojiet līdzi!"
Larss Hernkvists atzīmē, ka otrās zvaigznes paaudzē bija pirmās paaudzes smagie elementi - sēklas, no kurām varēja izaugt tādas akmeņainas planētas kā Zeme. "Bez šīs pirmās," lielākās zvaigžņu paaudzes ", mūsu pasaule nepastāvētu."
Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrs, kura galvenā mītne atrodas Kembridžā, Masačūsetsa, ir Smitsona astrofizikas observatorijas un Hārvarda koledžas observatorijas kopīga sadarbība. CfA zinātnieki, kas ir sadalīti sešās pētniecības nodaļās, pēta Visuma izcelsmi, attīstību un galveno likteni.
Oriģinālais avots: CfA ziņu izlaidums
