Vir slike: CfA
Po mnenju kozmologov je imel zgodnji vesolje le mešanico vodika, helija in drugih lažjih elementov, vendar noben od težjih elementov ni potreben za življenje kot ogljik. Iz prvotnih plinov so nastale orjaške zvezde - nekatere so bile 200-krat večje od našega Sonca - živele kratek čas, pogosto le nekaj milijonov let. Te orjaške zvezde so do 50% svojega materiala pretvorile v višje elemente, večinoma železo, preden so silovito eksplodirale kot supernove. Teleskop James Webb, ki naj bi bil predstavljen po letu 2011, bo tako občutljiv, da bi moral biti sposoben gledati nazaj, kako se dogajajo te supernove.
Zgodnje vesolje je bilo neplodno deželo vodika, helija in kančka litija, ki ni vsebovalo elementov, potrebnih za življenje, kot ga poznamo. Iz teh prvotnih plinov so se rodile orjaške zvezde, ki so bile 200-krat večje od Sonca in so gorivo gorile s tako velikansko hitrostjo, da so živele le približno 3 milijone let, preden so eksplodirale. Te eksplozije so z ogromno hitrostjo v praznino odganjale elemente, kot so ogljik, kisik in železo. Nove simulacije astrofizikov Volkerja Bromma (Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko), Naoki Yoshida (Javni nacionalni astronomski observatorij) in Lars Hernquist (CfA) kažejo, da je prva, "največja generacija" zvezd razširila neverjetne količine tako težkih elementov po tisočih svetlobnih let vesolja in s tem seme kozmos s stvarmi življenja.
Ta raziskava je objavljena na spletnem naslovu http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 in bo objavljena v prihajajoči številki časopisa Astrophysical Journal Letters.
"Presenetilo nas je, kako močne so bile prve eksplozije supernove," pravi Bromm. "Vesolje, ki je bilo v neokrnjenem stanju spokojnosti, se je hitro in nepovratno preobrazilo s kolosalnim vnosom energije in težkih elementov, kar je postavilo oder za dolgo kozmično evolucijo, ki je na koncu pripeljala do življenja in inteligentnih bitij kot smo."
Približno 200 milijonov let po velikem udaru je vesolje doživelo dramatičen izbruh nastanka zvezd. Te prve zvezde so bile masivne in hitro gore, hitro so zlivale vodikovo gorivo v težje elemente, kot sta ogljik in kisik. Ko se bližajo koncu življenja, obupane zaradi energije, so te zvezde spalile ogljik in kisik, da so tvorile težje in težje elemente, dokler z železom niso dosegle konca črte. Ker železa ni mogoče zliti za ustvarjanje energije, so prve zvezde potem eksplodirale kot supernove in razstrelile elemente, ki so jih oblikovali v vesolje.
Vsaka od prvih velikanskih zvezd je približno polovico svoje mase pretvorila v težke elemente, večji del železa. Posledično je vsaka supernova vlegla do 100 sončnih mas železa v medzvezdni medij. Smrtni utrinki vsake zvezde so dodali medzvezdni naboj. Zato je bilo vesolje v presenetljivi starosti 275 milijonov let v glavnem posejano s kovinami.
Temu postopku sejanja je pomagala zgradba otroškega vesolja, kjer so se majhne protogalaksije, manjše od ene milijone mas Mlečne poti, nabrale skupaj kot ljudje na gneči podzemnega avtomobila. Majhne velikosti in razdalje med temi protogalaksiji so posameznemu supernovi omogočile hitro sejanje velikega prostora.
Superračunalniške simulacije Bromma, Yoshide in Hernquista so pokazale, da so najbolj energične eksplozije supernove oddale udarne valove, ki so odtekali težke elemente do 3000 svetlobnih let. Ti udarni valovi so pometali ogromne količine plina v medgalaktični prostor, za seboj puščajo vroče "mehurčke" in sprožile nove kroge nastajanja zvezd.
Supernov strokovnjak Robert Kirshner (CfA) pravi: „Danes je to fascinantna teorija, ki temelji na našem najboljšem razumevanju, kako so delovale prve zvezde. Čez nekaj let, ko bomo zgradili vesoljski teleskop James Webb, naslednik vesoljskega teleskopa Hubble, bi morali videti te prve supernove in preizkusiti Volkerjeve ideje. Ostani na vezi!"
Lars Hernquist ugotavlja, da so druge generacije zvezd vsebovale težke elemente iz prve generacije - semena, iz katerih bi lahko zrasli skalnati planeti, kot je Zemlja. "Brez tiste prve, zvezde" največje generacije ", naš svet ne bi obstajal."
S sedežem v Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko je skupno sodelovanje med Smithsonian Astrophysical Observatory in Harvard College Observatory. Znanstveniki organizacije CfA, organizirani v šest raziskovalnih oddelkov, preučujejo nastanek, razvoj in končno usodo vesolja.
Izvirni vir: CfA News Release
