Вчені з Інституту астрономії та астрофізики Академії Синіка (ASIAA) використали потужності суперкомп’ютера Національної лабораторії Берклі, щоб дослідити, чому маса зірок першого покоління виявилася меншою, ніж передбачалося. Результати моделювання показали, що ключову роль у цьому процесі відіграла турбулентність.
Для аналізу була створена тривимірна гідродинамічна модель високої роздільної здатності турбулентних хмар, де формувалися перші зірки. Моделювання виявило, що надзвукова турбулентність призвела до фрагментації хмар на декілька згустків, в центрі кожного з яких утворилося щільне ядро від 22 до 175 сонячних мас. Ці ядра стали початком формування перших зірок з масою в 8–58 разів більшою за масу Сонця, що відповідає спостереженням.
Моделювання також показало, що під час формування космічної структури молекулярний газ потрапляв у гравітаційні “колодязі”, створені гало темної матерії, викликаючи турбулентні потоки, що призвели до утворення згустків. В кінцевому підсумку, щільні ядра всередині цих згустків колапсували, утворюючи зірки.
Приблизно через 200 мільйонів років після Великого вибуху виникли перші зірки, які перетворювали водень і гелій на важчі елементи. В кінці свого життєвого циклу деякі з цих зірок стали надновими, викидаючи синтезовані елементи у ранній Всесвіт.
Дослідження зірок, бідних металами, що утворилися після перших зірок та їх наднових, допомогли визначити типову масу перших світил Всесвіту, яка, за спостереженнями, становила від 12 до 60 сонячних мас. Це розв’язало давню загадку, пов’язану з розходженням між моделюванням і спостереженнями, яке тривало понад десять років. Нове моделювання підкреслило важливість турбулентності у формуванні перших зірок і вирішило невідповідності між теоретичними припущеннями та астрономічними спостереженнями.
Це відкриття не лише допомогло зрозуміти процес формування перших зірок у Всесвіті, але й надало нове бачення щодо ролі турбулентності у космічних масштабах. Тепер вчені можуть використовувати ці знання для подальших досліджень у галузі космології та астрофізики, досліджуючи ранній Всесвіт та еволюцію зірок і галактик.
Раніше ми повідомляли, що найпотужніший у світі МРТ зробив перші зображення людського мозку.
