Pirmosios Visatos žvaigždės maitinosi tamsiąja medžiaga

Pagal dabar daugumos astrofizikų pritariamą teoriją, nusakančią žvaigždžių evoliuciją, pirmosios Visatos žvaigždės švietė dėl sintezės reakcijos. Kalba eina apie pačias pirmąsias žvaigždes, susiformavusias po didžiojo sprogimo. Visgi ši teorija gali būti neteisinga – mokslininkų komanda iš skirtingų JAV universitetų pristatė naują ankstyvųjų žvaigždžių susidarymo teoriją, kuri iki šiol astrofizikams dar nebuvo žinoma.

Katherine Freese iš Mičigano universiteto (University of Michigan), Douglas Spolyar iš Kalifornijos universiteto (UC Santa Cruz) ir Paolo Gondolo Jutos universiteto (University of Utah) mano, jog pirmosios Visatos žvaigždės buvo visiškai nepanašios į tas, kurias dabar mes matome pro regimajame diapazone.

Kalbant apie pirmąsias žvaigždes reikia detalizuoti, apie kurį Visatos formavimosi laikotarpį eina kalba. Kiek anksčiau mes rašėme apie nesenai astronomų atrastą vieną iš pačių seniausių galaktikų.  Šio atradimo autoriai minėjo, jog pirmosios žvaigždės ir galaktikos pradėjo formuotis apytiksliai 400 milijonų metų po Didžiojo sprogimo (apie jį galite paskaityti straipsnį iš dviejų dalių – 1 ir 2).Tačiau Katherine Freese kartu su kolegomis tvirtina, jog pirmosios žvaigždės gimė tarp 100 ir 200 milijonų metų po Didžiojo sprogimo.

Pagal naują teoriją, pirmosios žvaigždės ėmė šviesti dar tame evoliucijos etape, kuomet dar negalėjo taip stipriai susispausti, jog prasidėtų branduolinės sintezės reakcijos. Teorija gimė analizuojant mokslininkų sudarytą įvairių medžiagų savybių modelį. Reikia paminėti, jog toks požiūris į pirmąsias žvaigždes yra visiškai naujas.

Mokslininku teigimu, tokį vystymosi etapą praėjo tik pačios pirmosios Visatos žvaigždės – dabar nieko panašaus jau nevyksta. Tačiau kaip žvaigždė galėjo šviesti jų centre nevykstant branduolinėms reakcijoms?

Mokslininku manymu, dar iki didžiulio susispaudimo lygio pirmųjų žvaigždžių viduje prasidėdavo tamsiosios medžiagos anihiliacija. Fizikų nuomone, tamsiosios medžiagos dalelės pirmųjų žvaigždžių branduliuose jungdavosi su savo antidalelėmis ir taip susidarydavo neutronai, fotonai, pozitronai ir elektronai.

Dėl tokio egzotiško energijos šaltinio mokslininkų komanda šias žvaigždes pavadino „tamsiosiomis“ (Dark star). Apskritai tai visai teisingas pavadinimas, nes tokios žvaigždės regimajame diapazone buvo nematomos, o spinduliavo tik infraraudonųjų spindulių diapazone (galima tokios žvaigždės išvaizda pateikta iliustracijoje). Pagal dydį tamsiosios žvaigždės Saulę pranoko tūkstančius kartų.

Vėliau, tamsiosios medžiagos anihiliacija nuslopdavo, o susispaudusių žvaigždžių branduliuose prasidėdavo branduolinė sintezės reakcija. Šis procesų perėjimas vykdavo tuomet, kai tamsiosios medžiagos atsargos žvaigždės branduolyje išsekdavo ir žvaigždė imdavo sparčiai trauktis. Nuo tam tikro didėjančio slėgio reikšmės prasidėdavo vandenilio ir helio branduolinės reakcijos. Tokios pat, kokios vyksta ir dabartinėse žvaigždėse. Reakcijos metu kaip pašaliniai produktai susidaro anglis, deguonis, azotas ir metalai – žodžiu, žvaigždės yra tikrosios Visatos materijos gamyklos.

Vėliau tokios žvaigždės susprogdavo kaip supernovos, o į aplinką išmesdavo savo medžiagas, iš kurių formuodavosi naujos žvaigždės. Tokie procesai vyksta ir dabar ir astronomai stebi tiek naujų žvaigždžių gimimą, tiek ir senųjų mirimą.

Jeigu mokslininkų teorija yra teisinga, teks iš naujo pakoreguoti žvaigždžių evoliucijos teoriją. Tačiau kol kas šis modelis reikalauja įrodymų. Ir panašu, jog be 2013 metų jos nei paneigti, nei įrodyti nepavyks – šiais metais į orbitą bus paleistas Džeimso Vebbo kosminis teleskopas (James Webb Space Telescope).

Mokslininkai tikisi, jog šis teleskopas leis pirmą kartą palyginti žvaigždes, šviečiančias dėl branduolinės sintezės reakcijos su tolimomis (kuo tolesnė erdvėje žvaigždė, tuo ir jos amžius didesnis) tamsiosiomis žvaigždėmis. O kol kas mokslininkai savo teoriją išdėstė žurnalo Physical Review Letters straipsnyje.

Tiesa, ši teorija įdomi dar ir tuo, jog pati tamsiosios medžiagos prigimtis ir egzistavimo galimybės nėra aiškios – tamsioji medžiaga kaip ir tamsioji energija tėra hipotetinio lygio teorijos, padedančios paaiškinti Visatos platybėse vykstančius procesus. 

Astrofizikai tikisi, jog tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos klausimas galbūt imsis spręstis jau šiais metais, kuomet Šveicarijoje startuos didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC)  , o į orbitą bus paleistas naujas gama spindulių teleskopas GLAST.

Apibendrinant kol kas galima konstatuoti tik tai, jog klausimų daugiau nei atsakymų.

   

Facebook komentarai