מקור תמונה: CfA
לטענת הקוסמולוגים, ביקום המוקדם בלבד היה תערובת של מימן, הליום ואלמנטים קלים יותר, אך אף אחד מאלמני החימום הנדרשים לחיים דמויי חיים. מהגזים המקוריים, כוכבי ענק שנוצרו - חלקם היו גדולים פי 200 מהשמש שלנו - חיו לזמן קצר, לעתים קרובות רק כמה מיליוני שנים. הכוכבים הענקיים הללו המירו עד 50% מהחומר שלהם ליסודות תנור, ברזל ברובם, לפני שהם התפוצצו באלימות כסופרנובות. הטלסקופ של ג'יימס ווב, שצפוי להשיק אחרי 2011, יהיה כל כך רגיש שהוא אמור להיות מסוגל להביט לאחור כדי לצפות בסופרנובות הללו.
היקום הקדום היה שממה עקרה של מימן, הליום ומגע של ליתיום, שלא הכיל אף אחד מהיסודות הדרושים לחיים כפי שאנו מכירים אותם. מאותם גזים קדומים נולדו כוכבי ענק מאסיביים פי 200 מהשמש, ושרפו את הדלק שלהם בקצב כה אדיר עד שהם חיו רק כשלושה מיליון שנה לפני שהתפוצצו. הפיצוצים ההם חילצו אל החלל יסודות כמו פחמן, חמצן וברזל במהירות עצומה. סימולציות חדשות של האסטרופיסיקאים וולקר ברום (המרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה), נאוקי יושידה (המצפה האסטרונומי הלאומי של יפן) ולארס הרנקוויסט (CfA) מראים כי הדור הראשון, "הגדול ביותר" של הכוכבים, הפיץ כמויות מדהימות של אלמנטים כה כבדים על פני אלפים. של שנות אור של חלל, ובכך זורע את הקוסמוס בחומר החיים.
מחקר זה מתפרסם באופן מקוון בכתובת http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 ויתפרסם בגיליון הקרוב של The Astrophysical Journal Letters.
"הופתענו עד כמה אלימות היו פיצוצי הסופרנובה הראשונים", אומר ברום. "יקום שהיה במצב שלווה וטהור, הומר במהירות ובבלתי הפיך על ידי קלט ענקי של אנרגיה ואלמנטים כבדים, והציב את הבמה להתפתחות הקוסמית הארוכה שהובילה בסופו של דבר לחיים ולייצורים אינטליגנטים כמונו."
כמאתיים מיליון שנה לאחר המפץ הגדול, היקום עבר פרץ דרמטי של היווצרות כוכבים. הכוכבים הראשונים הללו היו מאסיביים ובוערים במהירות, ואחדו במהירות את דלק המימן שלהם ליסודות כבדים יותר כמו פחמן וחמצן. לקראת סוף חייהם, הנואשים מאנרגיה, שרפו הכוכבים פחמן וחמצן ליצירת יסודות כבדים וכבדים יותר עד שהגיעו לקצה הקו עם ברזל. מכיוון שלא ניתן למזג ברזל ליצירת אנרגיה, הכוכבים הראשונים התפוצצו אז כסופרנובות, ופוצצו את היסודות שהם יצרו לחלל.
כל אחד מכוכבי הענק הראשונים הללו המיר כמחצית מהמסה שלו ליסודות כבדים, רובם מברזל. כתוצאה מכך, כל סופרנובה השליכה עד 100 מסות ברזל סולריות לתווך הבין-כוכבי. גרבי המוות של כל כוכב הוסיפו לשפע הבין-כוכבי. לפיכך, בגיל הצעיר להפליא של 275 מיליון שנה, היקום היה זורם באופן משמעותי במתכות.
תהליך הזריעה הזה הסתייע במבנה היקום התינוקי, שבו פרוטוגלקסיות קטנות פחות ממיליון מהמסה של שביל החלב דחוסות זו בזו כמו אנשים על מכונית רכבת תחתית צפופה. הגדלים הקטנים והמרחקים בין אותם פרוטוגלקסיות אפשרו לסופרנובה אינדיבידואלית לזרוע במהירות נפח משמעותי של שטח.
הדמיות על מחשב של ברום, יושידה והרנקוויסט הראו כי פיצוצי הסופרנובה האנרגטיים ביותר שלחו גלי הלם שהניחו יסודות כבדים עד 3,000 שנות אור משם. גלי ההלם הללו סחפו כמויות אדירות של גז לחלל הבין-גלקטי והשאירו אחריהם "בועות" חמות והפעילו סבבים חדשים של היווצרות כוכבים.
מומחה הסופרנובה רוברט קירשנר (CfA) אומר, "כיום זוהי תיאוריה מרתקת, המבוססת על מיטב הבנתנו כיצד פעלו הכוכבים הראשונים. בעוד כמה שנים, כשאנו בונים את טלסקופ החלל ג'יימס ווב, ממשיך דרכו של טלסקופ החלל האבל, עלינו להיות מסוגלים לראות את הסופרנובות הראשונות הללו ולבחון את רעיונותיו של וולקר. המשך לעקוב!"
לארס הרנקוויסט מציין כי דור הכוכבים השני הכיל אלמנטים כבדים מהדור הראשון - זרעים שמהם יוכלו לצמוח כוכבי לכת סוערים כמו כדור הארץ. "ללא אותו דור 'גדול ביותר' של כוכבים, העולם שלנו לא היה קיים."
שבסיסה בקיימברידג ', מסצ'וסטס, המרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה הוא שיתוף פעולה משותף בין המצפה האסטרופיסי של סמיתסוניאן לבין המצפה במכללת הרווארד. מדעני CfA, המאורגנים בשש חטיבות מחקר, בוחנים את מקורו, האבולוציה ואת גורלו הסופי של היקום.
המקור המקורי: פרסום חדשות CfA
