Izvor slike: CfA
Prema kozmolozima, rani je Svemir imao samo mješavinu vodika, helija i drugih lakših elemenata, ali nijedan od težih elemenata nije potreban za život poput ugljika. Od izvornih plinova nastale su divovske zvijezde - neke su bile 200 puta veće od našeg Sunca - živjele su kratko, često samo nekoliko milijuna godina. Te divovske zvijezde pretvorile su do 50% svog materijala u teže elemente, uglavnom željezo, prije nego što su nasilno eksplodirale kao supernove. James Webb teleskop, koji bi trebao biti predstavljen nakon 2011. godine, bit će toliko osjetljiv da bi trebao biti u mogućnosti gledati natrag kako bi gledao kako se događaju ove supernove.
Rani svemir bio je jaka pustoš vodika, helija i dodira litija, koji nije sadržavao nijedan element potreban za život onakav kakav znamo. Iz tih iskonskih plinova rođene su divovske zvijezde 200 puta veće od Sunca, izgarajući gorivo tako ogromnom brzinom da su živjeli samo oko 3 milijuna godina prije nego što su eksplodirali. Te su eksplozije ogromnom brzinom ubacile elemente poput ugljika, kisika i željeza u prazninu. Nove simulacije astrofizičara Volkera Bromma (Harvard-Smithsonian Center za astrofiziku), Naoki Yoshida (Nacionalni astronomski opservatorij Japana) i Lars Hernquist (CfA) pokazuju da je prva, "najveća generacija" zvijezda širila nevjerojatne količine tako teških elemenata u tisućama svjetlosnih godina svemira i na taj način zasijali kosmos stvarima života.
Ovo je istraživanje objavljeno na mreži na http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 i bit će objavljeno u nadolazećem broju časopisa The Astrophysical Journal Letters.
„Iznenadili smo se kako su bile burne prve eksplozije supernove“, kaže Bromm. "Svemir koji je bio u netaknutom stanju spokoja brzo je i nepovratno transformiran kolosalni unos energije i teških elemenata, postavljajući pozornicu za dugu kozmičku evoluciju koja je na kraju dovela do života i inteligentnih bića poput nas."
Otprilike 200 milijuna godina nakon Velikog praska, svemir je pretrpio dramatičan prasak formiranja zvijezda. Te prve zvijezde bile su masivne i brzo sagorijevajuće, brzo se spajajući vodikovo gorivo u teže elemente poput ugljika i kisika. Pri kraju svog života, očajni za energijom, te su zvijezde spalile ugljik i kisik da bi tvorile teže i teže elemente sve dok željeznim krajem nisu stigle do kraja. Kako se željezo ne može spojiti za stvaranje energije, prve zvijezde su tada eksplodirale kao supernove, eksplodirajući u prostor sve elemente koje su formirali.
Svaka od tih prvih divovskih zvijezda oko polovice svoje mase pretvorila je u teške elemente, od kojih je velik dio željezo. Kao rezultat, svaka supernova bacila je do 100 solarnih masa željeza u međuzvjezdani medij. Smrti svake zvijezde dodala su se u međuzviježđa. Otuda je, nevjerojatno mladoj dobi od 275 milijuna godina, svemir bio zasijan metalima.
Tom procesu sjetve pomogla je i struktura dječjeg svemira, gdje su se male protogalaksije manje od milijunta mase Mliječnog Puta skupile poput ljudi na prepunom vozilu podzemne željeznice. Male veličine i udaljenosti između tih protogalaksija omogućile su pojedinoj supernovi da brzo zasadi značajnu količinu prostora.
Simulacije superračunala Bromma, Yoshide i Hernquista pokazale su da su najenergičnije eksplozije supernove odašle udarne valove koji su bacali teške elemente udaljene i do 3000 svjetlosnih godina. Ti su udarni valovi progutali ogromne količine plina u intergalaktički prostor, ostavljajući iza sebe vruće "mjehuriće" i pokrenuli nove krugove formiranja zvijezda.
Stručnjak za supernovu, Robert Kirshner (CfA), kaže: „Danas je to fascinantna teorija, zasnovana na našem najboljem razumijevanju rada prvih zvijezda. Za nekoliko godina, kada gradimo svemirski teleskop James Webb, nasljednik svemirskog teleskopa Hubble, trebali bismo biti u mogućnosti vidjeti ove prve supernove i testirati Volkerove ideje. Ostanite u tijeku! "
Lars Hernquist napominje da je u drugoj generaciji zvijezda sadržavao teške elemente iz prve generacije - sjeme s kojih bi mogli rasti rasti kameniti planeti poput Zemlje. "Bez te prve zvijezde," najveće generacije "zvijezda, naš svijet ne bi postojao."
Sa sjedištem u Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Centar za astrofiziku zajednička je suradnja između Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Znanstvenici iz CfA, organizirani u šest istraživačkih odjela, proučavaju podrijetlo, evoluciju i konačnu sudbinu svemira.
Izvorni izvor: CfA News Release
