Астрономы прошли долгий путь, чтобы понять суть процесса формирования звезд, того, что происходит в наше время, тем не менее, вопрос появления первых звезд во Вселенной все еще остается открытым. Несмотря на то, что сложность загадки не подвергается никаким сомнениям, ученые надеются достичь успехов в ее раскрытии уже в ближайшем будущем, используя в своей работе новые компьютерные модели и телескопы. «Как именно начался процесс формирования звезд – вопрос противоречивый», говорит астроном Мордекай-Марк МакЛоу, представляющий Американский Музей Природной Истории (Нью-Йорк), автор научной статьи на эту тему, опубликованной в журнале «Наука» 27 июня 2013 года.
Было время, когда звезд не существовало совсем. Вселенная являла собой почти однородное пространство, заполненное неразделенным газом. В конечном счете, вероятно, через несколько миллиардов лет, как считают ученые, начали появляться первые звезды, а высший показатель в их формировании должен был быть достигнуть около 3,8 миллиарда лет после Большого Взрыва, то есть 10 миллиардов лет назад. В то время скорость появления новых светил в 10 раз превышала теперешнюю.
Понимание начального этапа данного процесса не дается легко, так как в древности Вселенная была в значительной степени другой. В первую очередь, она была намного плотнее, и газ намного быстрее достигал критических показателей густоты, необходимых для его самоуничтожения под влиянием гравитационных сил, с последующим запуском реакций ядерного синтеза.
Дальше – больше, звезды сами начали менять Вселенную, распространяя элементы, которые могли быть созданы только внутри них самих.
«Без звезд не было бы металлов, других химических элементов, тяжелее гелия или лития, а также всех тех веществ, которые необходимы для поддержания жизни», говорит МакЛоу в интервью сайту space.com. «Углерод, азот, кислород – все эти вещества возникли внутри звезд».
Синтез вышеперечисленных элементов также изменил условия, в которых происходило формирование звезд, влияя на охлаждение и самоуничтожение газа.
Ученые понимают многие из причин, по которым первобытное формирование звезд отличалось от теперешнего, но им часто приходится испытывать трудности с моделированием компьютерных симуляций. Одним из моментов является то, что данные симуляции не воспроизводят детализированной картины, подобно фотографиям со слабым разрешением.
«Это напоминает пиксели фотокамеры», говорит МакЛоу. «Если у вас в кадре находится объект размером 3-4 пикселя, изображение на фотографии получается размытым».
Проблема разрешения не дает модели возможности удерживать точное количество раскаленного газа, имеющегося в наличии системы, а также прогнозировать его «срастание» с последующим формированием галактик.
В будущем, тем не менее, теоретики надеются сделать прорыв, используя для этого усиленные симуляции на большем количестве мощных суперкомпьютеров.
«Большие по размерам и лучшие по качеству модели уже на подходе», говорит МакЛоу. «Комбинация из более эффективного использования уже существующих устройств и новых приспособлений также даст определенный результат», добавляет он.
С точки зрения наблюдений астрономы надеются прояснить картину раннего формирования звезд, присмотревшись сквозь материю пространства-времени к самым первым галактикам и светилам. Это должно прояснить ситуацию насчет фундаментальных законов их существования в ранние эпохи. На помощь ученым должны прийти новые телескопы, такие как Большой Миллиметровый/Субмиллиметровый Массив Атакама (Чили), а также другие инструменты для наблюдений, классифицирующиеся как «очень большие телескопы».
Астрономам иногда везет с использованием больших массивных космических объектов, таких как галактические скопления, в роли лупы. В данном случае речь идет об использовании общей теории относительности.
