|
Πως σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια από τη σκόνη και το αέριο
ήταν μια καυτή ερώτηση για χρόνια. Όμως, μια νέα προσομοίωση σε
υπολογιστές μας προσφέρει τώρα την πιο λεπτομερή εικόνα που είχαμε μέχρι
τώρα, για το πώς γεννήθηκαν τα πρώτα αστέρια στον Κόσμο.
Η σύνθεση του πρώιμου σύμπαντος ήταν αρκετά διαφορετική από
αυτήν σήμερα, και η φυσική που κυριαρχούσε στον πρώιμο Κόσμο ήταν επίσης
κάπως απλούστερη. Έτσι, ερευνητές ενσωμάτωσαν αυτές τις συνθήκες του
πρώιμου Κόσμου, που την ονομάζουμε "Κοσμικός Μεσαίωνας", για να μιμηθούν
το σχηματισμό ενός αστρονομικού αντικειμένου, που το φως του θα διέλυε το
σκοτάδι αυτής της εποχής.
Το πρώτο αστέρι σύμφωνα με την προσομοίωση αναπτύχθηκε
γρήγορα, αλλά ξεκίνησε μικρό. Ενώ, το πρώτο κοσμολογικό αντικείμενο που
σχηματίστηκε στον Κόσμο ήταν ένας μικροσκοπικός πρωτοαστέρας, με μάζα
περίπου το 1% του ήλιου μας, σύμφωνα με Αμερικανούς και Ιάπωνες ερευνητές,
που χρειάστηκαν χρόνια για να αναπτύξουν μια σύνθετη προσομοίωση σε
υπολογιστές με τι θα έμοιαζε το σύμπαν μετά από το Big Bang.
 Φως
ενός άστρου που λάμπει.
Αυτός ο πρωτοαστέρας περιβαλλόταν από μια γιγαντιαία μάζα
αερίου και απέκτησε τη μάζα του, έως και 100 φορές τη μάζα του ήλιου, κατά
τη διάρκεια σχεδόν 10.000 ετών, σύμφωνα με το Naoki Yoshida του
Πανεπιστημίου Nagoya στην Ιαπωνία. Φυσικά αυτή η ανάπτυξη είναι πάρα πολύ
ταχεία για την κοσμική κλίμακα.
"Τα πρώτα αστέρια ήταν πολύ διαφορετικά από αστέρια σαν τον ήλιο μας,"
εξήγησε ο αστρονόμος του Χάρβαρντ Lars Hernquist, ένας από τους συντάκτες
μιας ανακοίνωσης που περιγράφει αυτά τα συμπεράσματα στο περιοδικό Science.
Ενώ ο ήλιος είναι κυρίως από υδρογόνο, περιέχει επίσης οξυγόνο και
άνθρακα, λέει. Τα πρώτα αστέρια είχαν πρώτιστα υδρογόνο και ήλιο, και ήταν
φωτεινότερα ενώ είχαν μια πιο σύντομη ζωή.
"Αυτές οι διαφορές έχουν σημαντικές επιπτώσεις για το τι συνέβη κατόπιν,"
λέει ο ίδιος.
"Αυτή η γενική εικόνα του σχηματισμού των άστρων, και η δυνατότητα να
συγκρίνουμε πώς σχηματίστηκαν τα άστρα σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα
και περιοχές του Κόσμου, τελικά θα επιτρέψουν την έρευνα σχετικά με την
προέλευση της ζωής και των πλανητών," τονίζει ο Hernquist.
Η μελέτη μπορεί να αποδειχθεί ένας 'κοσμικός λίθος Rosetta' υποδεικνύει ο
Volker Bromm, βοηθός καθηγητής αστρονομίας στο πανεπιστήμιο του Τέξας.
Ο Bromm, που δεν συμμετείχε στην έρευνα, ανέφερε ότι τα συμπεράσματα αυτά
θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να ξεκλειδώσουν τελικά το
πρόβλημα του σχηματισμού των άστρων, όπως ο λίθος Rosetta οδήγησε στην
κατανόηση της αρχαίας αιγυπτιακής γραφής.
Η τυπική διάρκεια ζωής αυτών των πρώτων άστρων ήταν περίπου ένα
εκατομμύριο χρόνια, ενώ ένα αστέρι όπως ο ήλιος μας μπορεί να συνεχίσει να
ζει για άλλα 5 δισεκατομμύρια έτη.
Λόγω της σύντομης διάρκειας ζωής τους, κανένα από την πρώτη γενεά των
άστρων δεν υπάρχει ακόμα γύρω μας, διευκρινίζει ο Hernquist. Αλλά
"βλέπουμε αστέρια στο Γαλαξία μας που έχουν τις πολύ διαφορετικές
ιδιότητες από τον ήλιό μας, και είναι δυνατό αυτά να είναι δεύτερης γενεάς
αστέρια."
Στην προσομοίωση, η βαρύτητα έδρασε πάνω σε μικροσκοπικές παραλλαγές της
πυκνότητας της ύλης, των αερίων και της "σκοτεινής ύλης" του σύμπαντος
αμέσως μετά από το Big Bang, διαμορφώνοντας έτσι το αρχικό στάδιο ενός
αστεριού. Αυτός ο πρωτοαστέρας θα εξελισσόταν τελικά σε ένα βαρύ αστέρι
ικανό να συνθέσει πιο βαριά στοιχεία, όχι μόνο στις πιο πρόσφατες γενεές
αστεριών, αλλά αμέσως μετά από το Big Bang, σύμφωνα με την ανάλυση.
Ο Hernquist εξήγησε ότι καθώς είχαμε συσσώρευση των άστρων αυξάνονταν και
οι ποσότητες των διαφόρων στοιχείων, εκτός του υδρογόνου και του ηλίου,
στον Κόσμο. Ενώ, ο σχηματισμός και η καταστροφή των άστρων συνεχίζουν
μέχρι και σήμερα να διαδίδουν αυτά τα στοιχεία σε όλο τον κόσμο.
Ο Yoshida έχει φέρει τη μελέτη του σχηματισμού των αρχέγονων άστρων σε ένα
νέο επίπεδο με αυτήν την προσομοίωση, και όπως λέει αυτή μας έφτασε μόνο
στη μισή διαδρομή του τελικού στόχου. "Πρέπει να συνεχίσουμε τις μελέτες
μας σε αυτήν την περιοχή για να καταλάβουμε πώς αρχικά ο μικροσκοπικός
πρωτοαστέρας αυξάνεται, στρώμα με στρώμα, για να διαμορφώσει τελικά ένα
βαρύ αστέρι".
Οι ερευνητές ελπίζουν να επεκτείνουν τελικά αυτήν την
προσομοίωση στο σημείο της έναρξης της πυρηνικής αντίδρασης -- όταν ένα
αστρικό αντικείμενο δηλαδή γίνεται ένα αληθινό αστέρι. |
