Первоначальные звезды уже не существуют, но их «автографы» остались. Новая компьютерная модель позволяет расшифровывать эти подписи спустя 13 миллиардов лет.
Первая звезда уже давно угасла, но, похоже, она успела оставить космический автограф. Астрономы разработали детализированные компьютерные модели ранней Вселенной и продемонстрировали, как события первых миллиардов лет можно связать с тем, что наблюдают современные телескопы. Исследование опубликовано в The Open Journal of Astrophysics.
Проект назвали MEGATRON. Участники из Университета Бата, Чикагского университета и Института астрофизики Парижа объединили две уникальные «летописи» космоса.
Первая — наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб», который фиксирует галактики в юном возрасте Вселенной. Вторая — химический состав самых древних звезд Млечного Пути и его окрестностей. Эти светила фактически являются космическими «живыми ископаемыми», подобными наутилусам и латимериям. В их составе могут сохраняться остатки процессов, происходивших еще во времена первых поколений звезд.
Сначала был почти чистый газ. Затем звезды организовали революцию
В своих расчетах ученые начинают с первичного газа, в котором отсутствуют тяжелые элементы — лишь три части водорода, одна часть гелия-4 и незначительное количество (0,01%) дейтерия, гелия-3 и лития-6. Затем в виртуальной Вселенной возникают первые звезды. Модель учитывает их излучение, жизнь и гибель, включая взрывы сверхновых, а также распространение элементов, синтезированных в ходе термоядерных реакций.
Здесь начинается самое увлекательное. Исследователи одновременно отслеживали движение газа, распространение света звезд и изменение химического состава вещества. Такой подход позволяет наблюдать не только рождение звезд, но и цепную реакцию: звезда изменяет окружающий газ, затем из него формируются новые поколения светил и галактик.
По расчетам команды, упрощенные модели могли недооценивать влияние звездного излучения и сложных химических процессов на газ в окрестностях галактик. Более детализированные симуляции позволили рассмотреть газовые структуры, которые в таких моделях обычно теряются.
Иными словами, космос оказался еще более сложным, чем его компьютерная «черновая версия».