Смерть звезд раскрывает их рождение

Новая статья, опубликованная в журнале Universe, описывает подход, который учитывает период от смерти звезд до их рождения и позволяет вывести так называемую начальную функцию масс (IMF), то есть способ распределения звездных масс после их рождения. образование, на основе наблюдений сверхновых и гамма-излучения.

Используя общий вычислительный метод для оценки параметров, ученым удалось получить ММП областей космоса, которые слишком удалены для прямого наблюдения с помощью телескопа. Работа была выполнена группой исследователей из Высшей международной школы исследований аванцати (SISSA) в Триесте, Национального института ядерной физики (INFN), Института фундаментальной физики Вселенной (IFPU) и Национального института Астрофизика (ИНАФ).

Найденное авторами исследования ММП оказалось удивительно похожим на измеренное в ближайших к нам регионах Вселенной. Ученые полагают, что это возможный признак универсального МВФ. Результат сейчас проверяется посредством наблюдений с таких телескопов, как JWST и Euclid.

Является ли МВФ универсальной константой? Возможно

«Похоже, что все звездные популяции, наблюдаемые в нашем районе, имеют удивительно схожую начальную функцию масс (IMF). Это может свидетельствовать о том, что ММП является универсальной константой звездообразования в каждом регионе Вселенной. К сожалению, инструментальные ограничения не позволяют ученым изучать звездное население за пределами локальной вселенной, чтобы проверить универсальность МФМ», — объясняет Франческо Габриэлли, исследователь и автор исследования вместе с Андреа Лапи и Марио Спера.

Звездообразование — один из самых захватывающих процессов во Вселенной, который происходит в плотных внутренних областях галактик в результате коллапса и фрагментации облаков молекулярного газа. Когда масса газа становится достаточно горячей и плотной, она начинает сжигать водород и светиться: это рождение звезды.

Сверхновые и гамма-всплески используются для расчета ММП

Новое исследование началось с обзора, а точнее, с осознания того, что ход жизни звезды зависит от ее массы. Массивные звезды заканчивают свою жизнь в результате впечатляющих взрывов, называемых сверхновыми. Считается, что некоторые сверхновые выбрасывают высокоскоростную струю материала, испускающую гамма-лучи в так называемом «гамма-всплеске».

Поскольку возникновение того или иного типа взрыва зависит от массы звезды, количество таких взрывов во Вселенной зависит от количества образующихся звезд с нужной массой – иными словами, от ММП.

Габриелли объясняет: «Исходя из этих соображений, я и моя группа разработали новый метод определения МВФ за пределами локальной вселенной. В частности, мы использовали метод расчета, который на самом деле довольно распространен, но сейчас используется впервые для воспроизведения числа сверхновых и гамма-всплесков, наблюдаемых во Вселенной. Поскольку эти величины строго зависят от ММП, мы смогли точно определить форму ММП, которая лучше всего отражает наблюдения.

Тестирование путем наблюдения

Благодаря такому подходу исследователи впервые смогли разработать новую методологию определения МВФ. Особенно интригующим открытием было то, что рассчитанное для далекой Вселенной ММП оказалось удивительно похожим на измеренное в локальной Вселенной, что стало возможным доказательством существования универсального ММП.

Габриэлли заключает: «Это захватывающее время для астрофизиков, когда многие новые телескопы, такие как JWST и Euclid, сейчас начинают наблюдения. Поэтому в ближайшие годы ожидается исключительно большое количество наблюдений сверхновых и гамма-всплесков». Будет интересно посмотреть, что это новое богатство данных может рассказать нам о МВФ и его универсальности.

«Более глубокое понимание ММП приведет к важным достижениям в различных областях астрофизики, включая образование и эволюцию звезд, химическое обогащение Вселенной и наблюдение гравитационных волн, излучаемых сталкивающимися черными дырами».

Информация от: Международной школой перспективных исследований (SISSA).