Звездная формация в ранней вселенной была энергичным процессом, который создал гигантских звезд. Названный 3 звезды, эти гиганты были массивными, чрезвычайно светящимися звездами, которые жили короткие жизни, многие из которых были закончены, когда они взорвались как изначальные сверхновые.
Но даже эти ранние звезды столкнулись с ограничениями роста.
Звездная обратная связь играет роль в современной звездной формировании. По мере того, как молодые звезды растут, они излучают мощную радиацию, которая может рассеять близлежащий газ, который им нужен, чтобы продолжать расти. Это называется протостеллярной радиационной обратной связью, и это происходит в дополнение к ограничительному эффекту, которые их магнитные поля оказывают на их рост.
Тем не менее, новые исследования показывают, что рост звезд POP 3 был ограничен их магнитными полями.
Исследование называется «Магнитные поля ограничивают массу звезд населения III еще до начала обратной связи протостеллярного излучения». Ведущим автором является Пиюш Шарда, астрофизик в Обсерватории Лейден в Нидерландах. Он доступен на сервере Pre-Print arxiv.org.
Ученые наблюдают, как звезды, формирующиеся в современной вселенной, чтобы понять, как разыгрывается процесс. Это сложно, потому что звезды занимают так много времени, чтобы сформировать, в то время как мы наблюдали за молодыми звездами на большом расстоянии в течение нескольких десятилетий. Звезды — это массивные, энергичные, сложные объекты, которые не легко отказываются от своих секретов.
Есть много вопросов без ответа о формировании звезд, но появилась общая картина. Это начинается с облака холодного молекулярного водорода, которое падает в плотные ядра. Эти кори становятся протостарами, также называемыми молодыми звездными объектами (YSO). Аккреционные диски образуются вокруг молодых звезд, и именно здесь появляется радиационная обратная связь.
Когда молодые звезды накапливают массу, они нагреваются. Они излучают это тепло наружу в свои аккреционные диски. По мере того, как материал на диске нагревается, он замедляет или даже останавливает процесс аккреции. Таким образом, радиационная обратная связь ограничивает их рост.
YSOS также вращается быстрее, чем более зрелые звезды. Вращение создает мощные магнитные поля, и эти поля выводят самолеты из полюсов YSO. Эти самолеты крадут часть аккреционной энергии, ограничивая рост звезд. Самолеты также могут рассеять часть окружающего газа, еще больше ограничивая их рост.
Тем не менее, картина может выглядеть по -разному для 3 звезд. Начнем с того, что их существование гипотетическое на данный момент, хотя теория поддерживает его. Если они настоящие, астрофизики хотят знать, как они сформировались и каковы их ограничения роста. Если они настоящие, Pop 3 звезд сыграли решающую роль во вселенной, подделав первые металлы и раздвинув их в космос.
По словам авторов нового исследования, моделирование не было достаточно тщательным, чтобы объяснить массы населения 3 звезд.
«Массы звезд населения III в значительной степени не ограничены, поскольку не существует моделирования, которые принимают во внимание все соответствующие физики формирования и правой звезды», — пишут авторы. «Мы развиваем моделирование до 5000 лет после формирования первой звезды».
В более тщательном симуляциях команды, которые включают магнитные поля и другие факторы, эти ранние звезды ограничены около 65 солнечных масс. «За 5000 лет масса самой массивной звезды — 65 солнечных масс в RMHD
Результаты показывают, что оба прогона моделирования, которые включали магнитные поля, фрагментированы, что приводит к образованию кластеров POP 3 звезды. Это означает, что на эволюцию самых массивных звезд Pop 3 в обоих пробегах влияет присутствие звезд -компаньонов.
Разница сводится к гравитации и магнитным полям, работающим друг с другом. Когда молодые звезды наполняют массу, их гравитационная сила увеличивается. Это должно привлечь больше материала в звезду. Но магнитные поля противодействуют гравитации. Все это происходит до того, как Radiateive обратная связь будет активной.
Результаты также показывают, что в обоих симуляциях, которые включают магнитные поля, количество массы, которая изначально достигает оболочки, увеличивается, а затем снижается. Однако результаты были различными в моделировании без магнитных полей. В этих симуляциях массопередача от конверта на аккреционный диск поначалу является быстрым, создавая снижение массы в конверте и наращивание массы на диске. «Следовательно, эта масса накапливается звездой с высокой скоростью», — пишут авторы.
«Мы узнаем, что магнитные поля ограничивают количество газа, втягивающегося на оболочку на более поздних этапах, действуя против гравитации, что приводит к истощению массы в рамках аккреционного диска», — объясняют авторы. «Таким образом, максимальная звездная масса звезд населения III уже ограничена магнитными полями, даже до того, как скорость аккреции снизится, чтобы обеспечить значительную обратную связь с радиационной обратной связью протостелляра».
Хотя популяция 3 звезд только гипотетическая, наши теории физической космологии полагаются на их существование. Если они не существовали, то в вселенной есть что -то фундаментальное, что выходит за рамки нашего понимания. Тем не менее, наши космологические теории делают хорошую работу, объясняя то, что мы видим вокруг нас во вселенной сегодня. Если мы вкладываем на это деньги, сделайте свои ставки на то, что Pop 3 Stars Real.
«Радиационная обратная связь уже давно предложена в качестве основного механизма, который останавливает рост звезд POP III и устанавливает верхнюю массу МВФ POP III (начальная функция массы)», — пишут авторы в своем выводе. Они показывают, что магнитные поля могут ограничить звездный рост, прежде чем механизмы обратной связи вступит в игру.
«Эта работа закладывает первый шаг в создании полной физической массовой функции звезд населения III»,-заключают авторы.
