Первые звезды Вселенной были ярче 100 миллионов солнц

Изучать юные года истории нашей Вселенной — непростая задача. Поскольку мы там не были (и это очевидно), единственный способ получить информацию из этого периода — смотреть в космос. На самом деле, чтобы понять этот период, нам приходится заглядывать в самые далекие уголки космоса — к самым первым звездам, которые рождались там в первобытные темные века.

Самые первые звезды появились всего несколько сотен миллионов лет спустя после Большого Взрыва. Своим рождением они положили конец периоду, известному как «темные века» Вселенной. Как следует из названия, тогда уже существовали легкие элементы (атомы водорода и гелия), но в видимом свете ничего не светилось.

Будучи такими древними (Большой Взрыв произошел порядка 14 миллиардов лет назад), свет этих звезд должен был путешествовать более 13 миллиардов лет, чтобы достичь нас. В результате эти звезды выглядят чрезвычайно тусклыми, а их световые сигнатуры крайне растянуты. Это растяжение происходит потому, что по мере движения света через космос он изменяется также расширением самой Вселенной. Волны света вытягиваются вместе с расширением пространства, покидая видимый спектр и входя в инфракрасную его часть.

Это явление (известное как «красное смещение») приводит к тому, что эти звезды очень трудно наблюдать; однако двум канадским исследователям удалось рассчитать, на что были похожи эти объекты. Оказывается, первые звезды могли обладать светимостью в 100 миллионов солнц.

Результаты были опубликованы Александром Десузой и Шантану Басу из Университета Западного Онтарио в Канаде в Monthly Noties of the Royal Astronomical Society.

Глядя на то, как могли образоваться звезды из комочков материи, собирающейся вместе, ученые обнаружили, что эта юная эволюция была хаотичной. Массивные группы материала собирались и кружили по спирали вокруг центральных дисков, создавая вспышки светимости в сто раз ярче среднего.

Поскольку ключевым аспектом этой яркости было собрание материи вместе, в работе указывается, что первые звезды должны были быть ярче, пока были молодыми — когда были протозвездами в центре формирующегося и стягивающегося материала.

В конечном счете даже в небольшом кластере (от 10 до 20 протозвезд) продолжающиеся вспышки означали бы, что кластер очень долго будет мощно светиться. По данным ученых, моделирование показало, что даже кластер из 16 протозвезд будет видеть увеличение светимости на фактор до 1000, вплоть до невероятных показателей в 100 миллионов наших земных солнц.

К сожалению, как уже отмечалось ранее, довольно трудно найти эти первые звезды или собрать какие-либо значимые данные о них; тем не менее космический телескоп Джеймса Уэбба будет обшаривать небеса в поисках таковых, и однажды все может измениться. Хотя светимость отдельных первых звезд будет слишком слабой, чтобы Джеймс Уэбб мог обнаружить их напрямую, но вследствие их яркости, возможно, найдутся кластеры первых протозвезд.

Доктор Басу говорит следующее: «Взгляд на самые первые звезды — ключевая научная цель Уэбба и ряда астрономов, которые отслеживают историю космоса. Если мы правы, то уже через несколько лет мы сможем увидеть эти загадочные и ослепительно яркие объекты, которые вынырнули в наше бытие и зажгли вселенную вокруг».