Науковці з’ясували унікальні деталі про перші зірки у Всесвіті завдяки суперкомп’ютеру

Дослідники з Інституту астрономії та астрофізики Академії Синіка (ASIAA) використовували суперкомп’ютер Національної лабораторії Берклі, щоб зрозуміти, чому маса зірок першого покоління була меншою за прогнозовану. Моделювання показало, що у формуванні важливу роль зіграла турбулентність.

Вчені створили тривимірну гідродинамічну модель високої роздільної здатності для турбулентних хмар зіркоутворення, в яких сформувалися перші зірки. Моделювання показало, що надзвукова турбулентність ефективно фрагментує хмари на кілька згустків.

У центрі кожного з них утворюється щільне ядро від 22 до 175 сонячних мас, яким судилося сформувати перші зірки від 8 до 58 разів масивніше Сонця. Цей результат добре узгоджується зі спостереженнями.

Під час формування космічної структури молекулярний газ тече у гравітаційні «колодязі», створені ореолами темної матерії. У центрі гало це викликає потужний турбулентний рух, що призводить до появи виразних грудкуватих структур. Зрештою, щільні ядра всередині цих згустків колапсують, формуючи зірки.

Приблизно через 200 млн років після Великого вибуху у Всесвіті почали формуватися перші зірки. Вони перетворювали водень і гелій, виробляючи важчі елементи у вигляді ядерного горіння у ядрах. Наприкінці життєвого циклу деякі з цих зірок стали надновими, створивши потужні вибухи, які розкидали синтезовані елементи раннього Всесвіту.