Képforrás: CfA
A kozmológusok szerint a korai világegyetemben csak hidrogén, hélium és más könnyebb elemek keveréke volt, de az élethez nem szükséges az egyik eleme sem, mint a szén. Az eredeti gázokból képződött óriási csillagok - néhányuk 200-szor nagyobb volt, mint a Napunk - rövid ideig, gyakran csak néhány millió évig éltek. Ezek az óriási csillagok anyagának akár 50% -át átalakították fejréssé, többnyire vasréssé, mielőtt hevesen felrobbantak szupernóvákként. A James Webb távcső, amelyet 2011 után indítanak, annyira érzékeny lesz, hogy képes legyen visszatekintve nézni ezeket a szupernóvákat.
A korai világegyetem kopár hidrogén-, hélium- és lítium-pazarlás volt, amely nem tartalmazott az élethez szükséges elemeket, amint azt ismertük. Ezekből az elsődleges gázokból óriási csillagok születtek, amelyek kétszer olyan nagy tömegűek, mint a Nap, és olyan hatalmas sebességgel égették üzemanyagukat, hogy csak kb. 3 millió évig éltek, mielőtt felrobbantak. Ezek a robbanások óriási sebességgel olyan elemeket öntöttek az üregbe, mint a szén, az oxigén és a vas. Volker Bromm (Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ), Naoki Yoshida (Japán Nemzeti Csillagvizsgáló Központ) és Lars Hernquist (CfA) asztrofizikusok új szimulációi azt mutatják, hogy a csillagok első, „legnagyobb generációja” hihetetlen mennyiségű ilyen nehéz elemet oszt el az ezrek között. fényévnyi térből, ezáltal beiktatva a kozmoszt az élet cuccaiba.
Ezt a kutatást online közzéteszik a http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 címen, és közzéteszik az The Astrophysical Journal Letters közelgő kiadásában.
"Meglepődtünk, hogy milyen hevesek voltak az első szupernóva-robbanások" - mondja Bromm. "Az egy világegyetem, amely tiszta nyugalomban van, gyorsan és visszafordíthatatlanul átalakult az energia és a nehéz elemek kolosszális bevitele által, és ezzel megteremtette a hosszú kozmikus evolúció szakaszát, amely végül élethez és olyan intelligens lényekhez vezetett, mint mi."
Körülbelül 200 millió évvel a nagy robbanás után az univerzum drámai csillagképződésen ment keresztül. Az első csillagok hatalmas és gyorsan égtek, és gyorsan hidrogén-üzemanyagukat olvadták nehezebb elemekre, például szénre és oxigénre. Életük végéhez közeledve, kétségbeesetten energiát keresve, ezek a csillagok szént és oxigént égettek, hogy nehezebb és nehezebb elemeket képezzenek, amíg a vonal végéig elérik a vasat. Mivel a vasat nem lehet olvasztani energiának létrehozására, az első csillagok szupernóvákként felrobbantak, és az űrbe robbantották az általuk létrehozott elemeket.
Az első óriási csillagok tömegének körülbelül felét nehéz elemekké alakították, nagy részében vasból. Ennek eredményeként mindegyik szupernóva 100 napelemes vasmennyiséget eresztett ki a csillagközi közegbe. Az egyes csillagok halálos torzai hozzájárultak a csillagközi harsonához. Ezért a figyelemre méltóan fiatal, 275 millió éves koráig az univerzum alapvetően fémekkel oltott.
Ezt a vetési folyamatot segített a csecsemő világegyetem felépítése, ahol a Tejút tömegének egymilliárd részénél kisebb kicsi protogalaxik összecsapódtak, mint az emberek egy zsúfolt metrón. A protogalaxia kicsi mérete és távolsága lehetővé tette az egyéni szupernóvának, hogy jelentős mennyiségű helyet gyorsan elvegyen.
A Bromm, Yoshida és Hernquist szuperszámítógépes szimulációi azt mutatták, hogy a legintenzívebb szupernóva-robbanások olyan sokkhullámokat bocsátottak ki, amelyek 3000 fényév távolságra eljuttattak a nehéz elemeket. Ezek a sokkhullámok hatalmas mennyiségű gázt söpörtek el a galériák közötti térbe, meleg „buborékokat” hagyva hátra, és új csillagképződési köröket váltottak ki.
Robert Kirshner (CfA), a supernova szakértője szerint: „Ez egy izgalmas elmélet, amely az első csillagok működésének legjobb megértésén alapul. Néhány év alatt, amikor felépítjük a James Webb Űrtávcsövet, a Hubble Űrtávcső utódját, látnunk kellene ezeket az első szupernóvákat és tesztelnünk Volker ötleteit. Maradjon velünk!"
Lars Hernquist megjegyzi, hogy a csillagok második generációja az első generáció nehéz elemeit tartalmazta - magvakat, amelyekből a sziklás bolygók, mint a Föld nőhetnek. "Az első, a csillagok" legnagyobb generációja "nélkül a világunk nem létezne."
A székhelyű, Cambridge-ben (Massachusetts) található Harvard-Smithsonian Astrofizikai Központ a Smithsonian Astrophysical Observatory és a Harvard College Observatory közös együttműködése. A CfA tudósok, amelyek hat kutatási részleget alkotnak, megvizsgálják az univerzum eredetét, fejlődését és végső sorsát.
Eredeti forrás: CfA sajtóközlemény
