Prve zvijezde u Svemiru nisu bile same

Autor/ica 27.2.2011. u 11:58

Povezani članci

Prve zvijezde u Svemiru nisu bile toliko osamljene kako se prije smatralo. Zapravo, mogle su nastajati uz mnogobrojne susjede kada su se diskovi plina koji su ih okruživali raspali tijekom formacije, dajući život mnogobrojnim zvijezdama.

Ovo su zaključci istraživanja koja su izvedena uz pomoć kompjuterskih simulacija od strane istraživača u Heidelberg University’s Centre for Astronomy zajedno s njihovim kolegama na Max Planck Institute for Astrophysics u Garchingu i na University of Texas u Austinu (SAD). Zaključci objavljeni u časopisu “Science”, bacaju sasvim novo svjetlo na formaciju prvih zvijezda nakon Velikog praska. Zvijezde nastaju iz kozmičkih oblaka plina u strašnoj i složenoj bitci između gravitacije i unutarnjeg pritiska plina. Gustoća plina se povećava zbog njegove vlastite gravitacije. Zbog toga se plin zagrijava zbog čega tlak raste i proces kompresije dolazi do zastoja. Ako se plin uspije riješiti termalne energije, kompresija se može nastaviti i rađa se nova zvijezda. Proces hlađenja se jako dobro odvija posebno ako plin sadrži kemijske elemente poput ugljika ili kisika. Zvijezde koje nastaju na ovaj način su obično male mase, poput našeg Sunca. No u mladom Svemiru ovi su elementi tek trebali nastati, stoga se prvotni kozmički plin nije mogao hladiti jako dobro. Prema tome, većina teoretskih modela predviđa da su mase prvotnih zvijezda bile otprilike stotinu puta teže od mase Sunca.

Astrofizičar dr. Paul Clark iz Heidelberga te njegovi kolege istražili su ove procese uz pomoć kompjuterskih simulacija visoke rezolucije. Njihova otkrića upućuju na to da ova jednostavna slika mora biti ponovo sagledana te da mladi Svemir nije bio napučen velikim, usamljenim zvijezdama. Razlog tome je temeljna fizika takozvanih nagomilanih diskova koji su pratili rođenja prvih zvijezda. Plin iz kojeg nastaje nova zvijezda rotira te zbog toga plin ne može pasti direktno na zvijezdu nego se prvo nagomilava u strukturu nalik disku. Samo kao rezultat unutarnjeg trenja plin može nastaviti teći na zvijezdu. Ako više mase padne na taj disk no što se može transportirati prema središtu, postaje nestabilan i raspada se na nekoliko fragmenata. Stoga umjesto formiranja samo jedne zvijezde u središtu, nastaje grupa od nekoliko zvijezda. Udaljenost između nekih od zvijezda je mogla biti malena poput udaljenosti između Zemlje i Sunca. Prema dr. Clarku, ovo shvaćanje otvara uzbudljive nove puteve za otkrivanje prvih zvijezda u svemiru.

U posljednjim etapama svojih života, binarni ili višestruki zvjezdani sustavi mogu proizvesti intenzivne praskove X zraka ili gamma zraka. Buduće svemirske misije planiraju se da specifično proučavaju takve praskove iz mladog Svemira. Također je moguće da su neke od prvih zvijezda katapultirane iz svojih grupa u kojima su rođene kolizijama sa svojim susjedima prije no što su uspjele prikupiti veći dio mase. Za razliku od kratko živućih zvijezda velike mase, zvijezde male mase mogu živjeti milijardama godina. “Interesantno,” rekao je dr. Clark, “neke prvotne zvijezde malene mase preživjele su do današnjeg dana i tako nam omogućile proučavanje najranijih razdoblja nastanka zvijezda i galaktika upravo u našem kozmičkom dvorištu.” Zajedno s dr. Simonom Gloverom i dr. Rowanom Smithom, dr. Paul Clark je član istraživačke grupe koja proučava nastanak zvijezda i koju vodi profesor dr. Thomas Greif s Max Planck Institute for Astrophysics (Garching) i profesor dr. Volker Bromm s University of Texas. Ovo je istraživanje financirala Baden-Württemberg Foundation kao dio International Top-Level Research II programme. Dodatna financijska sredstva došla su od strane FRONTIER innovation fund of Heidelberg University kao i German Research Foundation, the US National Science Foundation te NASA-e.

Izvor: University Heidelberg