Najranije zvijezde imale su do 100.000 puta veću masu od Sunca

Složena fizika ranog svemira dovela je do nastanka supermasivnih zvijezda sa do 100.000 puta većom masom od našeg Sunca.

Zvijezde iz ranog svemira

Premda nemamo direktna opažanja formiranja prvih zvijezda iz doba kada je naš svemir bio star tek nekoliko stotina milijuna godina, astronomi su razvili sofisticirane računalne simulacije i testirali modele nastanka prvih zvijezda. Jedna od dugogodišnjih zagonetki za astronome odnosila se na veličinu i masu prvih zvijezda.

Prema ranijim procjenama, prve zvijezde trebale su biti oko stotinu puta veće mase od Sunca. Ipak, neke od prvih simulacija sugerirale su da je riječ o zvijezdama normalne veličine.

Galaksije iz ranog svemira su zrelije i raznovrsnije nego što se očekivalo

Nove simulacije

Sada su istraživači sastavili nove simulacije i došli do zapanjujućih rezultata. Njihovi nalazi dostupni su u preprint verziji na bazi arXiv. Naime, simulacije su se bavile fenomenom tzv. hladne akrecije. Velike zvijezde zahtjevaju da se mnogo materijala u kratkom vremenu skupi u relativno malom prostoru. Pritom temperatura materijala ne smije previše narasti jer će topliji materijala spriječiti vlastito urušavanje.

Ranije simulacije sugerirale su postojanje gustih džepova unutar ranih galaksija koji su se brzo hladili zbog emitiranja zračenja. Međutim, simulacije nisu bile dovoljno napredne da bismo mogli pratiti daljnji razvoj ove pojave. Ipak, sada su istraživači uspjeli ispitati što se dalje odvija s gustim hladnim džepovima iz ranog svemira.

Sudar hladne materije i akrecijskih diskova

Veliki tokovi hladne i guste materije sudaraju se s akrecijskim diskovima velikih nakupina materije. Tijekom tog sudara dolazi do udarnog vala koji destabilizira plin i kolabira velike džepove materije. Ovi džepovi mogu biti na desetke tisuća, a ponekad čak i 100.000 puta veće mase od Sunca. Njihovim kolapsom dolazi do formiranja supermasivnih zvijezda.

Unatoč tome, astronomi i dalje nisu u potpunosti sigurni jesu li supermasivne zvijezde nastale u ranom svemiru. Daljnja promatranja koja bi mogao vršiti svemirski teleskop James Webb mogla bi pomoći znanstvenicima u razumijevanju formiranja prvih zvijezda i galaksija te utvrditi jesu li supermasivne zvijezde nastale tijekom ranog svemira.

15 zapanjujućih slika svemirskog teleskopa James Webb

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

Kiyuna, M., Hosokawa, T., & Chon, S. (2023). First emergence of cold accretion and supermassive star formation in the early universe. arXiv preprint arXiv:2301.10263.

Paul M. Sutter (3. veljače 2023.), The first stars may have held up to 100,000 times the mass of the sun, Universe Today – Phys.org (pristup 4. veljače 2023.)

Stacy K. (2. veljače 2023.), Universe’s First Stars Were Supermassive With Weight of 100,000 Suns, Astronomers Reveal, Sciencetimes (pristup 4. veljače 2023.)