Магнитные поля препятствовали образованию звёзд огромных размеров, известных как звёзды населения III, ограничивая их массу ещё до начала их активного свечения. К такому заключению пришли учёные из Лейденской обсерватории (Нидерланды), представившие результаты нового исследования в публикации на сервере препринтов arXiv.
Гиганты ранней Вселенной
Звёзды третьего поколения — это гипотетические массивные объекты, возникшие спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Они не имели в своём составе тяжёлых элементов, отличались чрезвычайно высокой светимостью и существовали относительно короткий период времени, заканчивая своё развитие мощными взрывами сверхновых. Учёные полагают, что именно эти звёзды начали процесс образования тяжёлых элементов, тем самым сыграв ключевую роль в формировании ранней Вселенной. Однако до настоящего времени оставался открытым вопрос о том, какие факторы препятствовали их дальнейшему росту.
Влияние магнитных полей на гравитацию
Звезды возникают в результате сжатия газовых облаков, а их дальнейший рост сдерживается излучением, которое разгоняет окружающее вещество. Ранее предполагалось, что для звезд первого поколения (Population III) основным фактором, препятствующим росту, являлось именно радиационное давление. Однако, согласно новым моделям, магнитные поля сыграли решающую роль на самых ранних стадиях формирования.
Симуляции формирования Население III, выполненные командой под руководством Пиюша Шарды, учитывали влияние магнитогидродинамики (MHD) и проводились без её учета. Результаты показали, что магнитные поля ограничивали массу самых массивных звезд, не позволяя ей превышать 65 солнечных масс. В отсутствие магнитных полей, звезды могли наращивать массу до 120 солнечных масс всего за 5000 лет.
«Магнитные поля оказывают сопротивление гравитации, что снижает объем газа, способного попасть в аккреционный диск звезды. Это препятствует его росту до начала воздействия излучения », — пояснил Шарда.
Фрагментация и звездные скопления
Магнитные поля, согласно исследованию, способствовали разрушению газовых облаков, что приводило к формированию звёздных скоплений типа III. Это указывает на то, что развитие массивных звёзд определялось взаимодействием с окружающими светилами, что, в свою очередь, ограничивало их максимальные размеры.
Значение для космологии
Несмотря на то, что звезды населения III пока остаются теоретическими объектами, их существование имеет решающее значение для понимания химической эволюции Вселенной. Ученые полагают, что именно эти звезды послужили источником первых тяжелых элементов, необходимых для формирования планет и возникновения жизни.
«Мы начинаем работу над созданием детальной модели масс Население III, в которой будут отражены все существующие физические процессы », — заключили авторы.