Первые звезды Вселенной

«Попытка увидеть свет первых звезд Вселенной будет одной из главных научных задач «Джеймса Уэбба», и наблюдения за ними помогут астрономам приоткрыть тайну рождения и развития мироздания. Если мы правы, то тогда буквально через пару лет мы сможем увидеть эти загадочные и невероятно яркие объекты в том состоянии, в котором они родились и начали «подсвечивать» окружающую их Вселенную», — заявил Шантану Басу (Shantanu Basu) из университета Западного Онтарио в Лондоне (Канада).

Басу и его коллега по университету Александр Десоуза (Alexander DeSouza) выяснили, что первые светила Вселенной будет гораздо проще заметить и изучать, чем этого ожидают ученые сегодня, построив компьютерную модель ранней галактики, где только начинали рождаться светила.

Как объясняют ученые, первые звезды Вселенной были совершенно не похожи на современные светила, так как их недра не содержали в себе астрономических «металлов» – элементов тяжелее водорода и гелия. Из-за этого размеры таких светил были практически ничем не ограничены, из-за чего их масса могла превышать солнечную в 300-400 раз и даже больше.

Век таких звезд был крайне недолог, и они выгорали за десятки и сотни миллионов лет, заканчивая свою жизнь в виде парно-нестабильной сверхновой – мощнейшего термоядерного взрыва, в организации которого была задействована вся материя гигантского светила. Останки этих сверхновых засеивали галактики «металлами», что позволило начать формироваться нормальным звездам, живущим миллиарды и десятки миллиардов лет.

Как показали расчеты Басу и Десоуза, первые звезды Вселенной должны были обладать феноменальной яркостью не во взрослой жизни, а в момент их рождения, в то время, когда они еще продолжали собирать газ из тех туманностей, в которых они родились.

Авторы статьи выяснили, что после образования звезд окружающая их материя объединится в своеобразные плотные комки, которые будут периодически захватываться их притяжением. Когда такой «ком» упадет на поверхность новорожденного светила, его яркость временно повысится до значений, превышающих силу свечения Солнца в сотни тысяч раз.

Так как первые звезды Вселенной будут рождаться не одни, а в компании одного или двух десятков аналогичных светил, то общая яркость такого семейства звезд часто превышала силу свечения Солнца в сотни миллионов раз, а в крайне редких случаях – в миллиарды миллиардов раз.

В таком состоянии звезды, по оценкам ученых, будут находиться около 15% от общего времени своей жизни, что должно сделать их более заметными, чем думали астрофизики, для «Джеймса Уэбба» и других высокочувствительных телескопов. Это дает надежду на то, что новое поколение орбитальных телескопов позволит астрономам увидеть первые светила Вселенной и изучить их свойства.