Астрофизики объяснили, почему звезды не могут расти вечно

Международная команда исследователей под руководством астрофизика Пиюша Шарды из Лейденской обсерватории в Нидерландах установила, что магнитные поля ограничивали массу звезд первых популяций Вселенной.

Об исследовании рассказывает Phys.org. Известно, что в ранней Вселенной звездообразование шло весьма активно. Первые звезды были гигантскими и чрезвычайно яркими, но срок их жизни был недолгим. В новом исследовании астрофизики рассмотрели процесс формирования звезд популяции III и на их примере объяснили, почему звезды не могут расти вечно.

Все дело в обратной связи, которая имеется и в современном звездообразовании. По мере роста молодые звезды испускают мощное излучение, которое способно рассеивать близлежащий газ. Последний, наряду с пылью из аккреционного диска, является необходимым для роста звезды строительным материалом. Данный процесс называется протозвездной радиационной обратной связью.

Новое исследование показало, что в ранней Вселенной процесс происходил несколько иначе. В качестве предмета исследования астрономы выбрали звезды популяции III, потому что те сыграли важную роль в развитии Вселенной. Эти звезды создали первые металлы и распространили их в космосе.

Ученые провели компьютерное моделирование, сымитировав различные условия, которые могли существовать миллиарды лет назад. Оно показало, что масса первых звезд, как правило, не превышала 65 масс нашего Солнца.

Однако симуляция указала и на то, что при определенных условиях она могла бы достигать всего за 5000-6000 лет 120 масс Солнца, но не достигала ее. Ответ ученые увидели в существовании магнитных полей. Так, симуляция, учитывающая присутствие магнитного поля, на выходе давала звезды, которые были в 65 раз тяжелее Солнца. Отсутствие же магнитного поля виртуально помогало звездам дорасти до 120 солнечных масс. Разница возникает потому, что гравитация и магнитные поля работают друг против друга.

"По мере того, как молодые звезды набирают массу, их гравитационная сила увеличивается, - поясняют исследователи. - Это должно притягивать больше материала к звезде. Но магнитные поля противодействуют гравитации. Все это происходит до того, как активизируется радиационная обратная связь".

Таким образом, магнитные поля ограничивали объемы газа, участвовавшего в строительстве ранних звезд. То есть, максимальная масса звезд популяции III изначально была ограничена магнитными полями. Но стоит добавить, что звезды популяции III пока являются гипотетическими объектами, существование которых лишь допускается теоретической космологией.