Суперкомпьютер в Беркли разгадывает тайны первых звезд

Ученым из тайваньского Института астрономии и астрофизики удалось пролить свет на многолетнюю загадку происхождения древнейших космических светил. Используя вычислительные мощности суперкомпьютера в Беркли, исследователи Чинг-Яо Тан и доктор Кэ-Юн Чен провели высокодетализированное 3D-моделирование турбулентных звездообразующих облаков эпохи первых звезд.

В ранней Вселенной, спустя 200 миллионов лет после Большого взрыва, из единственно существовавших тогда веществ, водорода и гелия, сформировались первые загадочные звезды третьего поколения. Эти гиганты сыграли ключевую роль в зарождении жизни, впервые запустив производство тяжелых элементов в ядерных реакторах своих недр.

По завершении жизненного цикла часть первых звезд стала мощнейшими сверхновыми, распространив в космосе новосинтезированные тяжелые элементы. Первичный «звездный ветер» стал основой для формирования всего многообразия космической материи, включая ту, из которой позже образовались планеты и органические соединения.

Долгое время ученые не могли прийти к единому мнению касательно массы реликтовых звезд. Наблюдения показывали, что она варьировалась от 12 до 60 масс Солнца. Однако прежние компьютерные симуляции изображали гораздо более крупные объекты — от 50 до 1000 солнечных масс.

В новой работе исследователи смогли воссоздать боле реалистичную картину. Расчеты показали, что сверхзвуковые турбулентные потоки разделяли гигантские звездообразующие облака на множество плотных сгустков массой 22-175 масс Солнца, из которых формировались первые звезды с массами от 8 до 58.

Открытие подчеркивает ключевую роль турбулентности в процессе рождения первого звездного поколения Вселенной. Оно также заложило прочный теоретический фундамент для изучения зарождения древнейших космических светил.