کیهان اولیه پر از ستاره هایی به اندازه 10000 برابر خورشید بود


در جهان امروزی، توپ‌های متراکم ماده به سرعت به ستاره تبدیل می‌شوند، زیرا جهان مدرن چیزی را دارد که جهان اولیه فاقد آن بود: تعداد زیادی عنصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم. این عناصر از نظر تابش و انرژی بسیار بهینه عمل می کنند. به این ترتیب، این توده های متراکم به سرعت از هم جدا می شوند و به چگالی کافی برای شروع همجوشی هسته ای می رسند. در این فرآیند، انرژی ستارگان از ترکیب عناصر سبک تر و تبدیل آنها به عناصر سنگین تر تامین می شود.

اما تنها راه برای بدست آوردن عناصر سنگین تر، استفاده از همان فرآیند همجوشی است. نسل های زیادی از شکل گیری، همجوشی و مرگ ستارگان، جهان کنونی را تشکیل دادند. بدون توانایی انتشار گرما، نسل اول ستارگان باید در شرایط متفاوت و بسیار دشوارتری شکل می گرفتند.

جبهه های سرد

به گزارش LiveScience، گروهی از ستاره شناسان از شبیه سازی های کامپیوتری پیچیده دوران تاریکی برای درک رمز و راز ستارگان اولیه استفاده کردند. آنها یافته های خود را در ژانویه در مقاله ای منتشر کردند که نسخه پیش از انتشار آن در پایگاه داده arxiv موجود است و برای انتشار در مجله Monthly Notices تایید شده است.

تحقیقات جدید دارای تمام اجزای معمول کیهان‌شناسی است: ماده تاریک برای کمک به رشد کهکشان‌ها، تکامل و فشرده‌سازی گاز خنثی، و تشعشعاتی که می‌توانند گاز را خنک و گاهی دوباره گرم کنند. اما تحقیقات آنها یک ویژگی دارد که در تحقیقات دیگر وجود ندارد: جبهه های سرد یا جریان های سریع ماده سرد که به سازه های موجود برخورد می کند.

بر اساس یافته ها، شبکه پیچیده ای از فعل و انفعالات آغازگر شکل گیری ستارگان بود. گازهای خنثی متراکم شدند و به شکل یک جرم به هم رسیدند. هیدروژن و هلیوم مقدار کمی گرما آزاد کردند که باعث افزایش آهسته چگالی گازهای خنثی شد.

اما توده های متراکم نیز به تدریج گرم می شوند و تشعشعاتی ساطع می کنند که مانع از تبدیل گاز خنثی به توده های کوچکتر می شود. به این ترتیب ستارگانی که از این توده ها پدید آمدند به اجرام بسیار پرجرم تبدیل شدند.

ستاره های عظیم

فعل و انفعالات مداوم بین گاز خنثی و پرتوها در نهایت منجر به تولید مخازن عظیمی از گاز خنثی شد که آغاز اولین کهکشان ها بود. گاز موجود در اعماق این کهکشان‌های اولیه دیسک‌های برافزایشی را تشکیل می‌دهد که به سرعت در حال چرخش بودند. این دیسک ها حلقه هایی از ماده با سرعت بالا هستند که در اطراف اجرام عظیمی مانند سیاهچاله های امروزی شکل می گیرند.

از سوی دیگر، جبهه های سرد گازها در لبه های بیرونی کهکشان های اولیه فرود آمدند. سردترین و سنگین ترین جبهه ها به کهکشان های اولیه نفوذ کرده و به قرص برافزایش رسیدند. این جبهه های سرد با دیسک ها برخورد کردند و جرم و چگالی آنها را تا حدی افزایش دادند و بدین ترتیب اولین ستاره ها را تشکیل دادند.