Sursa imaginii: CfA
Potrivit cosmologilor, Universul timpuriu avea doar un amestec de hidrogen, heliu și alte elemente mai ușoare, dar niciunul dintre elementele de ciocan necesare pentru viață - precum carbonul. Din gazele inițiale, s-au format stele uriașe - unele au fost de 200 de ori mai mari decât Soarele nostru - au trăit o perioadă scurtă, adesea doar câteva milioane de ani. Aceste stele uriașe au transformat până la 50% din materialul lor în elemente de epocă, în mare parte fier, înainte de a exploda violent ca supernove. Telescopul James Webb, care urmează să fie lansat după 2011, va fi atât de sensibil încât ar trebui să poată privi înapoi pentru a urmări aceste supernovee.
Universul timpuriu a fost o pustie sterilă de hidrogen, heliu și o atingere de litiu, care nu conținea niciunul dintre elementele necesare vieții așa cum îl știm. Din acele gaze primordiale s-au născut stele uriașe de 200 de ori mai masive decât Soarele, ardându-și combustibilul la un ritm atât de prodigios încât au trăit doar aproximativ 3 milioane de ani înainte de a exploda. Acele explozii aruncau elemente ca carbonul, oxigenul și fierul în gol la viteze extraordinare. Noi simulări ale astrofizicienilor Volker Bromm (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Naoki Yoshida (National Astronomical Observatory of Japan) și Lars Hernquist (CfA) arată că prima „cea mai mare generație” de stele a răspândit cantități incredibile de elemente atât de grele între mii de ani-lumină de spațiu, semănând astfel cosmosul cu lucrurile vieții.
Această cercetare este postată online la http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 și va fi publicată într-un număr viitor al The Astrophysical Journal Letters.
„Am fost surprinși de cât de violente au fost primele explozii de supernova”, spune Bromm. „Un univers care se afla într-o stare de liniște curată a fost transformat rapid și ireversibil printr-o intrare colosală de energie și elemente grele, punând în scenă evoluția cosmică lungă care a dus până la urmă la viață și la ființe inteligente ca noi.”
Aproximativ 200 de milioane de ani după Big Bang, universul a suferit o explozie dramatică de formare de stele. Acele prime stele au fost masive și arde rapid, fuzionând rapid combustibilul lor cu hidrogen în elemente mai grele precum carbonul și oxigenul. Aproape de sfârșitul vieții lor, disperați de energie, acele stele au ars carbon și oxigen pentru a forma elemente mai grele și mai grele, până a ajunge la capătul liniei cu fier. Deoarece fierul nu poate fi fuzionat pentru a crea energie, primele stele au explodat apoi ca supernove, aruncând elementele pe care le-au format în spațiu.
Fiecare dintre acele prime stele uriașe au transformat aproximativ jumătate din masa sa în elemente grele, o mare parte din ea fier. Drept urmare, fiecare supernova a aruncat până la 100 de mase solare de fier în mediul interstelar. Gâturile de moarte ale fiecărei stele s-au adăugat la recompensa interstelară. Prin urmare, până la vârsta remarcabil de tânără de 275 milioane de ani, universul a fost substanțial însămânțat cu metale.
Acest proces de însămânțare a fost ajutat de structura universului infantil, unde protogalaxii mici mai puțin de un milion din masa Căii Lactee s-au înghesuit ca oamenii dintr-o mașină aglomerată de metrou. Dimensiunile mici și distanțele dintre acele protogalaxii au permis unei supernove individuale să semințeze rapid un volum semnificativ de spațiu.
Simulările de supercomputere ale lui Bromm, Yoshida și Hernquist au arătat că cele mai energice explozii de supernova au trimis valuri de șoc care aruncau elemente grele până la 3.000 de ani lumină. Aceste valuri de șoc au măturat cantități uriașe de gaz în spațiul intergalactic, lăsând în urmă „bule” fierbinți și au declanșat noi runde de formare de stele.
Expertul Supernovei Robert Kirshner (CfA) spune: „Astăzi este o teorie fascinantă, bazată pe cea mai bună înțelegere a modului în care au funcționat primele stele. În câțiva ani, când construim James Webb Space Telescope, succesorul telescopului spațial Hubble, ar trebui să putem vedea aceste prime supernove și să testăm ideile lui Volker. Rămâneți aproape!"
Lars Hernquist observă că a doua generație de stele conținea elemente grele din prima generație - semințe din care ar putea crește planete stâncoase precum Pământul. „Fără această primă„ cea mai mare generație ”de stele, lumea noastră nu ar exista.”
Cu sediul în Cambridge, Mass., Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică este o colaborare comună între Smithsonian Astrophysical Observatory și Harvard College Observatory. Oamenii de știință CfA, organizați în șase divizii de cercetare, studiază originea, evoluția și soarta finală a universului.
Sursa originală: Comunicat de presă CfA
