Изображение предоставлено Harvard CfA
Новые расчеты пары гарвардских астрономов предсказывают, что первые «подобные Солнцу» звезды во Вселенной были одни; лишенный планет или жизни. После того, как они взорвались как сверхновые и заселили Вселенную более тяжелыми материалами, в звездных питомниках образовались другие звезды. Следующее поколение звезд, вероятно, было похоже по массе и составу на наше собственное Солнце, но не было достаточно минералов для создания каменистых планет, подобных Земле. Потребовалось множество сверхновых, прежде чем появилось достаточно тяжелого материала, который могли бы образовать планеты - вероятно, через 500-2 миллиардов лет после Большого взрыва.
Для большинства людей фраза «Солнцеобразная звезда» напоминает образы дружественной, теплой желтой звезды, сопровождаемой свитой планет, способных питать жизнь. Но новые расчеты гарвардских астрономов Фолькера Бромма и Абрахама Лоэба (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики), которые были объявлены сегодня на 203-м заседании Американского астрономического общества в Атланте, показывают, что первые похожие на Солнце звезды были одинокими шарами, движущимися через Вселенная лишена планет или жизни.
«Окно для жизни открылось где-то между 500 и 2 миллиардами лет после Большого взрыва», - говорит Леб. «Миллиарды лет назад первые маломассивные звезды были одинокими местами. Причина такого юношеского одиночества заложена в истории нашей вселенной ».
В начале
Самое первое поколение звезд совсем не было похоже на наше Солнце. Это были раскаленные, массивные звезды, которые были очень недолговечны. Сгорая всего несколько миллионов лет, они рухнули и взорвались как блестящие сверхновые. Эти самые первые звезды начали процесс посева во Вселенной, распространяя жизненно важные элементы, такие как углерод и кислород, которые служили планетарными строительными блоками.
«Ранее, с Ларсом Эрнквистом и Наоки Йошида (также в CfA), я смоделировал эти первые взрывы сверхновых, чтобы рассчитать их эволюцию и сколько тяжелых элементов (элементов тяжелее водорода или гелия) они произвели», - говорит Бромм. «Теперь, в этой работе, Ави Леб и я определили, что одна сверхновая в первом поколении может производить достаточно тяжелые элементы для формирования первых звезд, похожих на Солнце».
Бромм и Леб показали, что многие звезды второго поколения имеют размеры, массы и, следовательно, температуры, подобные нашему Солнцу. Эти свойства были результатом охлаждающего влияния углерода и кислорода при образовании звезд Даже элементное изобилие, столь же низкое, как одна десятитысячная, найденное на Солнце, оказалось достаточным, чтобы позволить родиться меньшим, маломассивным звездам, таким как наше Солнце.
Тем не менее, те же самые низкие численность не позволяли скалистым планетам образовываться вокруг этих первых похожих на Солнце звезд из-за нехватки сырья. Только когда последующие поколения звезд жили, умирали и обогащали межзвездную среду тяжелыми элементами, становилось возможным рождение планет и самой жизни.
«Жизнь - это недавнее явление», - однозначно заявляет Леб. «Мы знаем, что потребовалось много взрывов сверхновых, чтобы создать все тяжелые элементы, которые мы находим здесь, на Земле, в нашем Солнце и в наших телах».
Последние данные наблюдений подтверждают их выводы. Исследования известных внесолнечных планет обнаружили сильную корреляцию между присутствием планет и обилием тяжелых элементов («металлов») в их звездах. То есть звезда с более высокой металличностью и более тяжелыми элементами, скорее всего, будет обладать планетами. И наоборот, чем ниже металличность звезды, тем меньше вероятность того, что у нее появятся планеты.
«Сейчас мы только начинаем исследовать порог металличности для формирования планет, поэтому трудно сказать, когда именно открылось окно для жизни. Но ясно, что нам повезло, что металличность материи, которая родила нашу солнечную систему, была достаточно высокой для формирования Земли », - говорит Бромм. «Мы обязаны своим существованием очень прямым образом всем звездам, жизнь и смерть которых предшествовали образованию нашего Солнца». И этот процесс начался сразу после Большого взрыва с самых первых звезд. По мере развития вселенной, она постепенно засыпала себя всеми тяжелыми элементами, необходимыми для формирования планет и жизни. Таким образом, эволюция Вселенной была пошаговым процессом, в результате которого появилась стабильная звезда G-2, способная поддерживать жизнь. Звезда, которую мы называем Солнцем.
Первоисточник: Пресс-релиз Гарварда CfA
