宇宙の最初の星は、その質量の 10,000 倍だった可能性があります 太陽、現在生きている最大の星よりも約1,000倍重いことが新しい研究でわかりました。
現在、最大の星は太陽質量の 100 倍です。 研究者たちは、初期の宇宙ははるかにエキゾチックな場所であり、巨大な星で満たされていて、すぐに生きて非常に若く死んだことを発見しました.
これらの運命の巨人が死ぬと、彼らが再び形成される条件は正しくありませんでした.
宇宙の暗黒時代
130億年以上前、それほど昔ではない 大爆発宇宙には星がありません。 ほぼ完全に水素とヘリウムで構成された天然ガスの温かいスープに過ぎませんでした。 しかし、何億年もの間、この中性ガスはますます密度の高い物質のボールに蓄積し始めました. この期間は、宇宙の暗黒時代として知られています。
現代の宇宙では、密度の高い物質の球が急速に崩壊して星を形成しています。 しかしそれは、現代の宇宙には初期の宇宙に欠けていたものがあるからです。水素やヘリウムよりも重い元素がたくさんあります。 これらのアイテムは、エネルギーを放射するのに非常に効果的です。 これにより、高密度の塊が非常に急速に収縮し、それらを動かすのに十分な密度まで崩壊します。 核融合 より軽い元素をより重い元素に融合させることによって星に動力を与えるプロセス。
しかし、そもそもより重い元素を得る唯一の方法は、核融合のプロセスそのものです。 何世代にもわたる星の形成、合体、そして死によって、宇宙は現在の状態まで豊かになりました。
熱をすばやく放出する能力がなければ、最初の世代の星は、はるかに異なる、より困難な条件下で形成されなければならなかったでしょう。
寒冷前線
これらの最初の星の謎を理解するために、天体物理学者のチームは、当時何が起こっていたかを理解するために、暗黒時代の高度なコンピューター シミュレーションに目を向けました。 彼らは1月に論文で調査結果を報告しました arXivプレプリントデータベースに掲載 これは、王立天文学会の月例通知のピア レビューに提出されました。
新しい研究は、銀河の成長を助ける暗黒物質、中性ガスの進化と収集、ガスを冷却し、時には再加熱する放射線など、通常の宇宙の成分をすべて示しています。 しかし、彼らの仕事には、他の人に欠けているものが含まれています: 寒冷前線 – 冷却された物質の急速に移動する流れ – すでに形成された構造と衝突する.
研究者たちは、相互作用の複雑なウェブが最初の星形成に先行することを発見しました。 中性ガスがどんどん固まり始めています。 水素とヘリウムはほとんど熱を放出せず、中性ガスの塊がゆっくりと高密度に到達することを可能にしました。
しかし、高密度の塊は非常に熱くなり、放射を生成して中性ガスを分離し、多くの小さな塊に分裂するのを防ぎました。 これは、これらのクラスターから形成された星が信じられないほど大きくなる可能性があることを意味します。
大質量星
放射線と中性ガスの間のこれらの往復の相互作用により、中性ガスの巨大な塊が形成されました。これが最初の銀河の始まりです。 これらの原始銀河の深部にあるガスは、急速に回転する降着円盤を形成しました。 ブラックホール 現代宇宙で。
一方、原始銀河の外縁では、寒冷前線がガスを降らせた。 最も寒く、最大の前線は、原始銀河を降着円盤まで突き抜けました。
これらの寒冷前線が円盤に衝突し、その質量と密度が臨界値まで急速に増加し、最初の星が出現しました。
これらの最初の星は、単なる核融合工場ではありませんでした。 それらは中性ガスの巨大な塊であり、核融合核に一斉に点火し、小さな破片に砕ける段階をスキップしました。 得られた星団は巨大でした。
これらの最初の星は信じられないほど明るく、寿命は非常に短く、100 万年未満でした。 （現代の宇宙の星は何十億年も生きることができます。） その後、彼らは猛烈な超新星爆発の中で死にました。
これらの爆発は、水素やヘリウムよりも重い元素である内部核融合反応の生成物を運び、次の星形成の種をまき散らしたでしょう。 しかし、より重い元素で汚染された今、このプロセスは繰り返されず、それらの怪物は二度と宇宙のシーンに現れることはありません.
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