Universul timpuriu era plin de stele de 10.000 de ori mai mari decât Soarele

Cercetările recente sugerează că Universul timpuriu era plin de stele, iar masa acestora ajungea până la de 10.000 de ori mai mare decât a Soarelui.

Universul timpuriu era plin de stele masive, care erau, în medie, de aproximativ 1.000 de ori mai mari decât cele mai mari stele de astăzi.

În zilele noastre, cele mai mari stele au 100 de mase solare. Dar universul timpuriu a fost un loc mult mai exotic, plin de stele mega-gigantice care au trăit repede și au murit foarte, foarte tinere, au descoperit cercetătorii.

Și odată ce s-au stins acești giganți, condițiile nu au fost niciodată potrivite pentru ca ei să se formeze din nou, scrie Space.com.

Universul timpuriu era plin de stele gigantice

Cu mai bine de 13 miliarde de ani în urmă, nu mult după Big Bang, Universul nu avea stele. Nu exista nimic mai mult decât o supă caldă de gaz neutru, compusă aproape în întregime din hidrogen și heliu. Pe parcursul a sute de milioane de ani, totuși, acel gaz neutru a început să se acumuleze în bile de materie din ce în ce mai dense. Această perioadă este cunoscută sub numele de Evul Întunecat al cosmosului.

În Universul modern, bile dense de materie se prăbușesc rapid pentru a forma stele. Dar asta pentru că universul modern are ceva ce îi lipsea universului timpuriu: o mulțime de elemente mai grele decât hidrogenul și heliul.

Aceste elemente sunt foarte eficiente la radierea energiei. Acest lucru le permite aglomerărilor dense să se micșoreze foarte rapid, prăbușindu-se la densități suficient de mari pentru a declanșa fuziunea nucleară, procesul care alimentează stelele combinând elemente mai ușoare în altele mai grele.

Dar singura modalitate de a obține elemente mai grele este același proces de fuziune nucleară. Mai multe generații de stele care se formează, fuzionează și mor au îmbogățit cosmosul până la starea sa actuală.

Condițiile în care s-au format primele stele

Fără capacitatea de a elibera rapid căldură, prima generație de stele a trebuit să se formeze în condiții mult diferite și mult mai dificile.

Pentru a rezolva misterul acestor prime stele, o echipă de astrofizicieni a apelat la simulări computerizate sofisticate ale Evului Întunecat pentru a înțelege ce se întâmpla atunci. Ei și-au raportat concluziile într-o lucrare publicată în baza de date de preprint arXiv și trimisă spre recenzie către Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Noua lucrare prezintă toate ingredientele cosmologice obișnuite: materie întunecată care ajută la creșterea galaxiilor, evoluția și aglomerarea gazului neutru și radiația care poate răci și uneori reîncălzi gazul. Dar munca lor include ceva ce le-a lipsit altora: fronturi reci (fluxuri rapide de materie răcită) care se lovesc de structurile deja formate.

Cum au descoperit cercetătorii că Universul timpuriu era plin de stele uriașe?

Cercetătorii au descoperit că o rețea complexă de interacțiuni a precedat prima formare stelară. Gazul neutru a început să se adune și să se aglomereze. Hidrogenul și heliul au eliberat puțină căldură, ceea ce le-a permis aglomerărilor de gaz neutru să atingă încet densități mai mari.

Dar aglomerările de mare densitate au devenit foarte calde, producând radiații care au spart gazul neutru și l-au împiedicat să se fragmenteze în multe aglomerări mai mici. Asta înseamnă că stelele făcute din aceste aglomerări puteau deveni incredibil de mari.

Aceste interacțiuni dus-întors dintre radiații și gaz neutru au dus la bazine masive de gaz neutru: începuturile primelor galaxii. Gazul aflat adânc în aceste proto-galaxii a format discuri de acreție care se roteau rapid (inele de materie cu curgere rapidă care se formează în jurul obiectelor masive, cum sunt și găurile negre din Universul modern).

Fronturile reci de gaz

Între timp, pe marginile exterioare ale proto-galaxiilor, se adunau fronturi reci de gaz. Cele mai reci și cele mai masive fronturi au pătruns în proto-galaxii până la discul de acreție. Aceste fronturi reci s-au izbit de discuri, crescându-le rapid atât masa, cât și densitatea până la un prag critic, permițând astfel apariția primelor stele.

Acele primele stele nu erau doar „fabrici” normale de fuziune. Erau aglomerări gigantice de gaz neutru care le aprindea miezurile de fuziune dintr-o dată, sărind peste etapa în care se fragmentează în bucăți mici. Masa stelară rezultată a fost uriașă.

Acele primele stele ar fi fost incredibil de strălucitoare și ar fi trăit o viață extrem de scurtă, mai puțin de un milion de ani. (Stelele din universul modern pot trăi miliarde de ani). După aceea, ar fi murit în explozii furioase de supernove.

Acele explozii ar fi transportat produsele reacțiilor de fuziune internă (elementele mai grele decât hidrogenul și heliul) care au însămânțat apoi următoarea rundă de formare a stelelor. Dar acum contaminat de elemente mai grele, procesul nu se putea repeta, iar acei monștri nu aveau să mai apară niciodată pe scena cosmică.

Vă recomandăm să citiți și:

NASA vrea să construiască nava spațială care va distruge ISS

Cercetătorii cred că Universul ar fi putut să fie creat printr-un Big Bang Întunecat

„Oamenii stelelor” sau starseeds. Sunt aceștia extratereștri care trăiesc pe Pământ?

Venus ar fi putut conține apă lichidă înainte să devină o planetă fierbinte, sugerează un studiu