Астрономы пытаются понять, как зажигались первые звезды

Популярная механикаНаука

Они были первыми: самые старые звезды

Заглядывая в далекие глубины молодой вселенной, астрономы пытаются понять, как зажигались первые звезды.

Алексей Левин

Еще лет двадцать назад была известна лишь горсточка галактик старше семи миллиардов лет (этот порог соответствует космологическому красному смещению, превышающему единицу). Некоторые ученые даже открыто сомневались, что столь древние звездные скопления в самом деле существуют в значительных количествах. Устранению этого заблуждения помог случай. В 1995 году руководитель научных программ космического телескопа «Хаббл» Роберт Уильямс попросил у нескольких авторитетных астрономов совета, как лучше всего использовать ту долю обсервационного времени, которой он распоряжался по своему усмотрению. Часы горячих споров ни к чему не привели — каждый участник встречи отчаянно боролся за собственную программу. И тогда кто-то предложил просто направить телескоп в любую точку небесной сферы и «просверлить там дыру максимальной глубины» (именно в таких выражениях).

Эта идея оказалась на редкость плодотворной. В рамках нового проекта HDF (The Hubble Deep Field) орбитальная обсерватория более десяти суток наблюдала участок небесной сферы площадью в 5,25 квадратной угловой минуты. В результате было обнаружено несколько тысяч сверхдалеких галактик, часть которых (с красным смещением порядка 6) возникла всего через миллиард лет после Большого взрыва. Стало совершенно ясно, что процесс возникновения звезд и звездных скоплений шел полным ходом, когда Вселенная была в 20 раз моложе своего нынешнего возраста. Дальнейшие наблюдения в рамках проектов HDF-South и Great Observatories Origins Deep Survey только подтвердили эти выводы. А в январе 2011 года астрономы из Нидерландов, США и Швейцарии сообщили о вероятной идентификации галактики с более чем десятикратным красным смещением, возникшей не позднее 480 млн лет после Большого взрыва. Можно надеяться, что уже в нынешнем десятилетии космические и наземные телескопы отловят звездный свет с двадцатикратным красным смещением, который ушел в космос, когда Вселенной было не более 300 млн лет.

0fa6a6c4e44be208366ce6c6104b3e82.jpg

Отдельные звезды первого поколения, в отличие от составленных из них галактик, еще не обнаружены. Это и понятно — их излучение достигает Земли в виде очень слабых потоков фотонов, отодвинутых красным смещением в далекую инфракрасную зону. Однако за несколько сотен миллионов лет с момента своего рождения эти светила (их также называют звездами популяции III) так повлияли на состав межгалактического вещества, что эти изменения замечают даже современные телескопы. С другой стороны, теоретики неплохо разбираются в процессах, которые свыше 13 млрд лет назад впервые запустили процесс рождения звезд и звездных скоплений.

Отдельные звезды первого поколения, в отличие от составленных из них галактик, еще не обнаружены. Это и понятно — их излучение достигает Земли в виде очень слабых потоков фотонов, отодвинутых красным смещением в далекую инфракрасную зону. Однако за несколько сотен миллионов лет с момента своего рождения эти светила (их также называют звездами популяции III) так повлияли на состав межгалактического вещества, что эти изменения замечают даже современные телескопы. С другой стороны, теоретики неплохо разбираются в процессах, которые свыше 13 млрд лет назад впервые запустили процесс рождения звезд и звездных скоплений.

29176f5125742e0673b6a5267949c116.jpg
Астрономам известны совсем новенькие суперсветила. Пальма первенства принадлежит звезде R136a1, открытой в 2010 году. Она отстоит от Земли на какие-то 160 000 световых лет. Сейчас она тянет на 265 солнечных масс, хотя при рождении имела массу в 320 солнечных. R136a1 около миллиона лет, но она выбрасывает вещество в пространство с такой силой, что за это время похудела на 17%! Поскольку первые звезды появлялись на свет с массой того же порядка, можно предположить, что и они так же интенсивно теряли материю. Однако с выводами торопиться не стоит. Генерация звездного ветра происходит при существенном участии элементов тяжелее гелия, которыми первые звезды не располагали, поэтому вопрос остается открытым.

Облака-предшественники

Звезды образуются из диффузной космической материи, сгустившейся под действием сил гравитации. В общих чертах этот механизм был ясен еще Ньютону, что следует за датированного 1961 годом письма, адресованного филологу Ричарду Бентли. Разумеется, современная наука сильно обогатила ньютоновское объяснение. В начале прошлого века британский астрофизик Джеймс Джинс доказал, что газовое облако коллапсирует лишь в том случае, если его масса превышает определенный предел. Когда газ стягивается к центру облака, возрастает его давление и возникают звуковые волны, распространяющиеся к периферии. Если их скорость меньше скорости гравитационного стягивания газа, облако продолжает коллапсировать, увеличивая плотность вещества в центральной зоне. Поскольку скорость звука пропорциональна квадратному корню температуры, а темп гравитационного сжатия возрастает вместе с массой, газовое облако коллапсирует тем легче, чем оно холоднее и тяжелее.

Во времена юной Вселенной в возрасте нескольких десятков миллионов лет космический газ состоял из водорода (76% массы) и гелия (24%), образовавшихся через несколько минут после Большого взрыва (плюс совсем немного лития). Его температура не особенно отличалась от температуры реликтового микроволнового излучения, которая к тому времени составляла около 100К. Пространство было заполнено и темной материей, плотность которой тогда была довольно высока (сейчас из-за расширения Вселенной она в десятки раз меньше). Темная материя, как и обычная, служит источником тяготения и потому вносит вклад в полную гравитационную массу газовых облаков. В этих условиях масса Джинса составляет примерно 105 солнечных масс. Это и есть нижний предел полной массы скоплений обычной (барионной) и темной материи, из которых могли родиться первые звезды. Для контраста следует отметить, что звезды нашей Галактики, в том числе и Солнце, появились на свет без всякой помощи темной материи.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста

Как увеличить размер члена и действительно ли тебе это нужно?

Playboy
Как искусственный интеллект помогает обслуживать клиентов Как искусственный интеллект помогает обслуживать клиентов

Анатолий Попов — о влиянии цифровизации на развитие продуктовой линейки

Forbes
20 привычек, которые помогут «прокачать» себя 20 привычек, которые помогут «прокачать» себя

Какие привычки повысят качество жизни

Psychologies
Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике Право не быть роботом. Что вы знаете о робоэтике

Что мы упускаем в «законах робототехники» Айзека Азимова?

Популярная механика
Стреляла ли «Аврора» на самом деле и другие мифы о знаменитом крейсере Стреляла ли «Аврора» на самом деле и другие мифы о знаменитом крейсере

Вспоминаем (и развеиваем) самые популярные мифы об истории «Авроры»

Maxim
Жена, лидер, убийца: как Патриция Реджани покорила дом Gucci, а потом потеряла все Жена, лидер, убийца: как Патриция Реджани покорила дом Gucci, а потом потеряла все

Реальная история преступления, освещенного в «Доме Gucci»

Forbes
Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений Признаться в любви лучшему другу: 3 сценария развития отношений

Способны ли мужчина и женщина быть просто друзьями?

Psychologies
5 привычек, от которых давно пора избавиться 5 привычек, от которых давно пора избавиться

Эти привычки «тормозят» вас и не дают развиваться

Psychologies
Как мы воспринимаем время: то оно тянется, то несётся Как мы воспринимаем время: то оно тянется, то несётся

Что такое чувство времени?

Популярная механика
Измена: взгляд с двух сторон. Если изменили вам Измена: взгляд с двух сторон. Если изменили вам

Измена — это «симптом» отношений, а в отношениях всегда участвуют две стороны

Psychologies
«Отсутствие силы воли помогло мне чего-то добиться в жизни». Интервью с ресторатором и телеведущим Дмитрием Левицким «Отсутствие силы воли помогло мне чего-то добиться в жизни». Интервью с ресторатором и телеведущим Дмитрием Левицким

Предприниматель и телеведущий рассказал о пользе лени

СНОБ
Ученые против старения: книги о том, как прожить больше 100 лет Ученые против старения: книги о том, как прожить больше 100 лет

Книги о средства по борьбе со старением

Популярная механика
«Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию «Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию

Юлия Живейнова рассказала, почему не посещает Россию

Cosmopolitan
Синдром менеджера: что это такое и как его предотвратить Синдром менеджера: что это такое и как его предотвратить

Как проявляется синдром менеджера и можно ли его избежать?

Psychologies
16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье 16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье

Хочешь лучше узнать о средневековых временах и погрузиться в античную атмосферу?

Playboy
Скотленд-Ярд Скотленд-Ярд

Исторический дом в Лондоне с шотландскими и русскими мотивами в интерьере

AD
Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом? Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом?

Если друг оказался вдруг... бывшим мужем, значит, у тебя все прекрасно!

Cosmopolitan
Вес слова Вес слова

Если карьера не задалась, у вас есть реальный шанс стать преуспевающим спикером

Forbes
Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы

Как «Игра в кальмара» привлекла внимание к сфере перевода

VC.RU
Особая мама: «О болезни сына было известно многое, о диагнозе дочери — ничего» Особая мама: «О болезни сына было известно многое, о диагнозе дочери — ничего»

Каково это — быть особой мамой сразу двух детей

VOICE
Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается Эффект Манделы и другие искажения памяти: психолог о том, почему с нами это случается

Ты тоже иногда думаешь, что закончил универ "только вчера"?

Playboy
Сибирские ученые создали эффективные кристаллы для лазеров Сибирские ученые создали эффективные кристаллы для лазеров

В лаборатории роста кристаллов создали кристаллы для лазеров бромида и хлорида

Популярная механика
Почему измена не повод для развода Почему измена не повод для развода

Почему измена помогает обоим партнерам стать лучше?

Psychologies
Ксении Собчак — 40! Вспоминаем самые яркие скандалы с участием «блондинки в шоколаде» Ксении Собчак — 40! Вспоминаем самые яркие скандалы с участием «блондинки в шоколаде»

Имя Ксении Собчак уже много лет является синонимом скандала

Maxim
В Австрии обнаружили следы рудокопов кельтского и римского периодов В Австрии обнаружили следы рудокопов кельтского и римского периодов

Добыча металлов в долине Монтафон началась в III–II веках до нашей эры

N+1
Дмитрий Брейтенбихер: «Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы» Дмитрий Брейтенбихер: «Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы»

ВТБ намерен развивать бизнес по работе с состоятельными клиентами

Forbes
Собаки и корабли: какие сны говорят, что твои отношения в опасности Собаки и корабли: какие сны говорят, что твои отношения в опасности

Сны могут быть тревожным звоночком: твои отношения в опасности

Cosmopolitan
«Ты пой ему больше песен». Почему Есенин бросил первую жену с сыном «Ты пой ему больше песен». Почему Есенин бросил первую жену с сыном

Анна Изряднова была, наверное, первой настоящей поклонницей Сергея Есенина

Cosmopolitan
На рынках Афганистана начали продавать штурмовое оружие, поставляемое США На рынках Афганистана начали продавать штурмовое оружие, поставляемое США

На рынках Афганистана можно купить хоть пистолет, хоть реактивный гранатомет

Maxim
Китайский — новый английский: 5 причин учить этот язык с детства Китайский — новый английский: 5 причин учить этот язык с детства

Почему детям нужен китайский язык?

СНОБ
Открыть в приложении