Согласно новому исследованию, первые звезды во Вселенной, классифицируемые как Население III, не могли разрастаться до колоссальных размеров из-за фундаментального влияния магнитных полей. Эти поля действовали как естественный тормоз, ограничивая накопление массы еще на этапе формирования, до того как звезды начинали активно излучать. К такому заключению пришла команда астрофизиков из Лейденской обсерватории (Нидерланды), представившая свои выводы на сервере препринтов arXiv.
Загадочные гиганты космического рассвета
Звезды Населения III представляют собой гипотетическое первое поколение светил, возникших спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Их уникальность заключается в практически полном отсутствии элементов тяжелее гелия (так называемых «металлов» в астрофизической терминологии). Предполагается, что эти объекты были невероятно массивными, яркими и имели короткий жизненный цикл, завершавшийся катастрофическими взрывами сверхновых. Они сыграли роль космических «первопроходцев», начав синтез тяжелых элементов, из которых впоследствии сформировались планеты и жизнь. Однако механизмы, сдерживавшие их рост, долгое время оставались предметом научных дискуссий.
Магнитное поле против гравитационного коллапса
В процессе формирования современных звезд их рост в конечном итоге ограничивается давлением излучения, которое отталкивает окружающий газ. Для звезд Населения III традиционно также считалось, что ключевым ограничителем является радиационная обратная связь. Однако новое исследование предлагает иную, более раннюю причину.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
Ученые под руководством Пиюша Шарды провели сравнительное моделирование, используя методы магнитогидродинамики (МГД), которая учитывает влияние магнитных полей, и без них. Результаты оказались поразительными: в присутствии магнитного поля максимальная масса звезд не превышала 65 масс Солнца. В отсутствие же магнитных полей протозвезды стремительно набирали до 120 солнечных масс всего за 5 тысяч лет.«Магнитное поле выступает в роли силы, противодействующей гравитации, — поясняет Шарда. — Оно эффективно уменьшает поток газа, падающего на формирующуюся звезду через аккреционный диск. Таким образом, ограничение роста происходит на более ранней стадии, еще до того, как вступает в силу радиационное давление».
Фрагментация облаков и рождение скоплений
Исследование выявило еще один важный эффект магнитных полей: они способствуют фрагментации первичных газовых облаков. Вместо формирования единой сверхмассивной звезды, облако разбивается на несколько очагов звездообразования, что приводит к рождению целых скоплений звезд Населения III. Это означает, что дальнейшая эволюция таких звезд протекает в тесном взаимодействии с соседями, что создает дополнительные механизмы, регулирующие их конечные размеры и судьбу.
Космологическое значение открытия
Несмотря на то, что звезды Населения III до сих пор не наблюдались напрямую, понимание процессов их формирования имеет критическое значение для современной космологии. Считается, что именно эти звезды засеяли молодую Вселенную первыми тяжелыми элементами, создав химическую основу для всего последующего развития. Новые данные о роли магнитных полей позволяют построить более точные модели химической эволюции космоса.
Авторы работы подчеркивают: «Наше исследование — это первый шаг к созданию точной массовой функции звезд Населения III, которая будет учитывать весь комплекс физических процессов, включая магнетизм». Все последние новости астрофизики читайте на New-Science.ru
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.