Моделирование показывает, что первые сверхновые обогатили раннюю Вселенную большим количеством воды. Молекулярные облака, образовавшиеся вследствие взрывов, должны были содержать в 10-30 раз больше воды, чем те, что наблюдаются сейчас в Млечном Пути. Исследователи считают, что в этих облаках было достаточно воды и других элементов для возможности жизни всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва.
Вода — одно из самых распространенных соединений во Вселенной. Её можно обнаружить не только на Земле, но и на поверхности Марса, под его поверхностью, вокруг и на поверхности крупных спутников газовых гигантов, в ледяных оболочках комет, на Луне и так далее. Многие экзопланеты, расположенные по нашей галактике, также содержат воду, как и межзвездные молекулярные облака.
Общепризнано, что вода понемногу скапливалась… Вселенной Взаимодействие водорода, самого распространённого элемента, и кислорода, рождающегося в звездах и выбрасываемого при взрывах сверхновых, приводит к образованию воды.
Новое исследование Портсмутского университета и Университета Объединенных Арабских Эмиратов указывает на обратное: вода в ранней Вселенной могла быть не редкой, а изобильной. Ранние сверхновые значительно обогатили окружающую среду водой.
«Наше исследование показало, что важнейший компонент для жизни уже был в космосе за 100-200 миллионов лет после Большого взрыва. Моделирование свидетельствует, что вода могла быть основой первых галактик. — пишут исследователи в своём исследовании, предварительно опубликованном на платформе, .
От 10 до 30 раз больше воды, чем в Млечном Пути
Звездные скопления делятся на группы по возрасту и количеству металлов. Самые молодые и богатые металлами, например Солнце, входят в население I. Более старые, с меньшим содержанием металлов, принадлежат населению II. Самые древние звезды, появившиеся в ранней Вселенной, составляют население III.
Несмотря на то, что звезды населения III никогда не наблюдались непосредственно, изучение «наследников» позволяет предположить о большой массе и составе из водорода и гелия. Новое исследование указывает, что после сверхновой взрыва их особенности заполнили Вселенную водой.
Исследователи смоделировали взрывы больших и малых примитивных звезд для проверки гипотезы. Большие звезды (200 раз массивнее Солнца) предположительно сформировались из облаков первородного газа, а маленькие (13 раз массивнее Солнца) — позднее, в первых звездных яслях. Обе популяции имели низкую металличность.
В конце жизни малые звезды взорвались, превращаясь в типичные сверхновые. Самые крупные из них взорвались как яркие парно-нестабильные сверхновые. Классические сверхновые возникают либо вследствие гравитационного коллапса ядра звезды, либо в результате термоядерной реакции, вызванной чрезмерной потерей внешнего слоя (например, из-за находящегося рядом белого карлика). Парно-нестабильные сверхновые – результат аннигиляции между электронами и античастицами, вызывающей сильные пульсации перед взрывом.
Моделирование выявило, что примитивные сверхновые существенно обогатили окружающую среду водой. Полученные данные свидетельствуют о том, что молекулярные облака, образованные из остатков звезд, содержали бы в 10-30 раз больше воды, чем те, что встречаются в нашей галактике в настоящее время. Исследователи полагают, что в этих молекулярных облаках было достаточно воды и других элементов для потенциального возникновения жизни в первых галактиках, появившихся 100-200 миллионов лет после Большого взрыва.
«В данных остатках воду производят преимущественно плотные ядра молекулярных облаков. Некоторые из них содержали первобытную воду с массовыми долями, незначительно уступающими современным показателям Солнечной системы. », — говорят исследователи. «Твердые центры из пыли могут стать основой для образования протопланетных дисков. ».
Выводы подрывают широко распространенную гипотезу о том, что ранняя Вселенная была бедна водой. Однако у них есть свои ограничения: не объясняется недостаток воды во вселенной сегодня. Если в начале Вселенной действительно было много воды, то к настоящему времени ее должно было накопиться больше.
Исследования показывают, что ионизация Вселенной и последующие процессы могли разрушать молекулы воды, так что космос мог пройти период «высыхания». Вода в современных молекулярных облаках могла быть получена из звезд I и II популяций. Возможно, часть этой воды все еще поступает от примитивных звёзд. сверхновых.