حضور ابرستارگان در کیهان اولیه

منبع

بزرگترین ستارگان جرمی ۱۰۰ برابر جرم خورشید دارند. اما به گفته او، جهان اولیه مکان بسیار عجیبی بوده است چرا که مملو از ستاره‌های غول‌پیکری بوده که سریع زندگی می‌کردند و در حالی که بسیار جوان بودند، از بین می‌رفتند. زمانی که این غول‌های درخشان از بین رفتند، شرایطی برای تشکیل دوباره که هرگز نبودند.

در جهان امروز، این توده‌های متراکم ماده به سرعت فرو می‌ریزند و ستاره‌ها را می‌دهند. اما این امر به این دلیل است که جهان همیشه چیزی دارد که جهان اولیه آن را نداشته باشد و آن را از عناصر سنگین هیدروژن و هلیوم است. این عناصر در تابش انرژی بسیار کارآمد هستند. این امر به توده‌های متراکم اجازه می‌دهد تا خیلی سریع کوچک شوند و به چگالی بالا برسند و همجوشی هسته‌ای (فرآیندی که در آن با ترکیبات سبک‌تر به عناصر سنگین‌تر، به ستارگان نیرو می‌بخشند) را آغاز کنند.

این فعل و انفعالات رفت و برگشتی بین تشعشعات و گاز خنثی به ایجاد حوضچه‌های عظیمی از گاز خنثی شد و این آغاز اولین کهکشانها بود. گاز در اعماق این کهکشان های اولیه، قرص های برافزایشی به سرعت در حال چرخش را می دهد. قرص برافزایشی (acretion disc) یک ساختار دیسک مانند ماده ای است که به شکل حلقوی به دور یک جسم خاص می‌چرخد. این جسم می‌تواند یک ستاره جوان، یک کوتوله سفید، یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله باشد. این چرخش باعث ایجاد گرما و تابش می‌شود و دامنه این تابش برای استارگان جوان مادون قرمز و برای بازماندگان ستاره‌های پرتو ایکس است.

برای درک معمای اولین ستاره‌ها، گروهی از اخترفیزیکدانان به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیچیده دوران تاریکی روی آوردند تا دریابند در آن زمان چه گذشته است.
مطالعه جدید تمام اجزای معمول کیهان‌شناسی از مواد تاریک برای کمک به رشد کهکشان‌ها، و تجمع گاز خنثی و تشعشعاتی که می‌تواند گاز را خنک کند و دوباره گرم شود را مورد بررسی قرار می‌دهد. آنها همچنین جبهه‌های سرد(جریان‌های سریع ماده سرد) را که به ساختارهای قبل از شکل گرفتن استارگان مربوط می‌شود نیز مورد مطالعه قرار گرفتند.

آن ستارگان اولیه فقط یک کارخانه همجوشی معمولی نبودند. آنها توده‌های غول پیکری از گاز خنثی بودند که هسته‌های همجوشی خود را به یک باره مشتعل می‌کردند و از مرحله‌ای که به قطعات کوچک تقسیم می‌شدند، گذر می‌کردند. جرم ستاره‌ای حاصل بسیار عظیم بود.

بیش از ۱۳ هزار سال پیش، اندکی پس از بیگ بنگ، جهان ستاره‌ای نداشت. در جهان چیزی بیش از یک توده گاز خنثی که تقریباً تماماً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود، وجود نداشت. با این حال، طی صدها میلیون سال، آن گاز خنثی شروع به انباشته شدن در توده‌های متراکم فزاینده‌ای از ماده کرد. این دوره به عنوان عصر تاریک کیهانی(cosmic Dark Ages) عنوان تاریک می‌شود.

این انفجارها، واکنش‌های همجوشی داخلی (عناصری سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم) را در پی خواهد داشت که دور بعدی شکل‌گیری ستاره می‌شد را حمل می‌کرد. اما اکنون که توسط عناصر سنگین‌تر محاصره شده‌اند، این روند نمی‌تواند تکرار شود و آن هیولاها هرگز در صحنه کیهانی ظاهر نمی‌شوند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، تحقیقات جدید حاکی از آن است که وقتی اولین استارگان کیهان از دوران تاریک کیهانی پدیدار شدند، آنها ۱۰ هزار برابر خورشید بوده اند.

آن ستارگان اولیه بسیار درخشان بودند و عمر بسیار کوتاهی (کمتر از یک میلیون سال) در حالی که ستارگان در جهان مدرن می‌توانند دارای امکانات زندگی باشند. پس از آن، آنها در انفجارهای خشمگین موسوم به انفجارهای ابرنواختر می‌مردند.

نتایج یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که جهان اولیه مملو از ستاره‌هایی بوده است که ۱۰ هزار برابر خورشید ما بوده است.