Κοσμικό CSI: Έκαναν «νεκροψία» στα πρώτα άστρα! Simulations reveal unusual death for ancient stars

Θυμίζει αξονική εγκεφάλου αλλά είναι μια εικόνα από το τι συνέβαινε στο εσωτερικό ενός άστρου με μάζα 55 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου καθώς εξελισσόταν η διαδικασία της αυτοκαταστροφής του. Οι διεργασίες στον πυρήνα του άστρου μετατρέπουν το ήλιο σε οξυγόνο υποχρεώνοντας τα υγρά στο εσωτερικό του άστρου να έχουν ασταθή συμπεριφορά και κίνηση. This image is a slice through the interior of a supermassive star of 55,500 solar masses along the axis of symmetry. It shows the inner helium core in which nuclear burning is converting helium to oxygen, powering various fluid instabilities (swirling lines). This snapshot shows a moment one day after the onset of the explosion, when the radius of the outer circle would be slightly larger than that of the orbit of the Earth around the sun. Credit: Ken Chen, UC Santa Cruz

Έχει διαπιστωθεί ότι η αυτοκαταστροφή των άστρων μέσα σε τρομερές εκρήξεις διοχετεύει στο Διάστημα «υλικά» με τα οποία δημιουργούνται εκ νέου κοσμικές δομές και αντικείμενα που ανανεώνουν και εξελίσσουν το Σύμπαν. Μια νέα μελέτη ρίχνει φως στην καταστροφή των πρώτων άστρων του Σύμπαντος τα οποία όπως αναφέρουν οι ερευνητές «έσπειραν» τα χημικά στοιχεία που ήταν απαραίτητα για να αρχίσει να αναπτύσσεται ο Κόσμος που βρισκόταν ακόμη σε εμβρυϊκή κατάσταση.

Διαφορετικό τέλος

A simulated primordial star forming region approximately 200 million years after the Big Bang with two pre-stellar cores of more than five times the mass of the sun each. These cores formed at a separation of 800 times the distance from the Earth to the Sun, and are expected to evolve into a binary star system. Certain primordial stars -- between 55,000 and 56,000 times the mass of our sun, or solar masses -- may have died unusually. In death, these objects -- among the universe's first generation of stars -- would have exploded as supernovae and burned completely, leaving no remnant black hole behind. Image © Science/AAAS

Ομάδα αστροφυσικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και του Πανεπιστημίου της Μινεσότα πραγματοποίησαν σειρά προσομοιώσεων σε υπερυπολογιστές με τις οποίες κατάφεραν να αποκρυπτογραφήσουν το πώς καταστράφηκαν τα πρώτα άστρα του Σύμπαντος και τι επιπτώσεις είχε αυτή η καταστροφή. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές τα πρώτα άστρα που έλαμψαν στο νεαρό Σύμπαν είχαν μάζα 55-56 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι τα πρώτα άστρα αυτοκαταστράφηκαν σε εκρήξεις σουπερνόβα που εξελίχτηκαν με εντελώς διαφορετικό τρόπο από ότι οι «συμβατικές» εκρήξεις σουπερνόβα.

Τα βαρέα στοιχεία

Images: Courtesy of University of Heidelberg/UT Austin/Texas Advanced Computing Center. 1) The birth of a primordial star (blue dot, center) in a supercomputer simulation. In the spiral pattern forming around the star, some perturbations are large enough to trigger the formation of other stars (red spot, left). 2) A computer simulation shows the birth of some of the universe’s first stars, some of which may still exist today. As star embryos form over time (white crosses), the mutual gravity of the densely packed infants may have ejected the lowest-mass member before it had a chance to grow into a massive, short-lived star.

Τα πρώτα άστρα «καίγονταν» ολοσχερώς και δεν άφηναν πίσω τους μια μελανή οπή κοσμικό φαινόμενο που όπως φαίνεται έκανε την εμφάνιση του στις επόμενες γενιές άστρων. Όμως η καύση των πρώτων άστρων παρήγαγε τις πρώτες ύλες για να αρχίσει το πρώιμο Σύμπαν να παράγει νέα κοσμικά αντικείμενα, να αλλάζει και να επεκτείνεται. Σύμφωνα με τους ερευνητές η καταστροφή των πρώτων άστρων παρήγαγε και τα πρώτα βαρέα χημικά στοιχεία του Σύμπαντος.

Αυτά τα βαρέα στοιχεία μαζί με το υδρογόνο και το ήλιο που είχαν ήδη κάνει την εμφάνιση τους με τη γέννηση του Σύμπαντος δημιούργησαν ένα κοσμικό κοκτέιλ που επέτρεψε τη δημιουργία μιας νέας γενιάς άστρων και άνοιξε τον δρόμο για τον σχηματισμό πλανητικών συστημάτων και γαλαξιών. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο καταστράφηκαν τα πρώτα άστρα του Σύμπαντος θα προσφέρει νέα στοιχεία για την εξέλιξη του Σύμπαντος. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».