Някои първични звезди с маса 55–56 хиляди слънчеви може да са завършвали живота си по необичаен начин. Такива обекти при смърт вероятно са се взривявали като свръхнови, без да оставят черна дупка след себе си.
Астрофизици от Калифорнийския университет и университета на Минесота стигнали до този извод след изпълнението на редица симулации с използването на суперкомпютри. В работата си те използвали компресирания код CASTRO, предназначен за приложение в астрофичната област.
Звездите от първото поколение представляват интерес, тъй като с тяхна помощ са се образували първите тежки елементи, или елементи, различни от водород и хелий. При смъртта си те са ги разпространявали в Космоса, проправяйки пътя за следващата генерация звезди, системи и галактики.
С разбирането на това как са изчезнали първите звезди учените се надяват да разберат по-добре как Вселената е станала такава, каквато я познаваме сега.
„Открихме, че съществува много тесен прозорец, в който свръхмасивните свръхнови могат изцяло да се взривяват, вместо да се превръщат в свръхмасивни черни дупки. Преди нас никой не е откривал този механизъм“, поясняват учените.
Масата на изучените звезди е 55–56 хиляди пъти по-голяма от слънчевата. Такива обекти живеят около 1,69 млн. години, преди да преминат в неравновесно състояние и да се разрушат. Преди своя колапс в такава звезда интензивно протичат процеси на термоядрен синтез на кислород, неон, магнезий, аргон, силиций и други елементи.
В резултат на нестабилност на Рейли–Тейлър в недрата на умиращите звезди протича смесване на тежките елементи. Както смятат изследователите, това откроява звездата сред другите и може да я направи достъпна за наблюдения, например от телескопа на НАСА WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope).
Синтезът на новите елементи освобождава значителна енергия и води до взрив на свръхнова. В зависимост от интензивността на процеса взривът може да доведе до разпространение на тежки елементи из цялата галактика и понякога – до иницииране на звездообразуване. Тези свръхмасивни първични светила, според специалистите, са най-старите във Вселената.
В симулацията е използван едномерният код на звездната еволюция KEPLER. В този код се отчитат ключовите процеси, такива като ядрено горене или звездна конвекция, а също свързаните с масивните звезди фотохимичен разпад на елементи, генерация на електрон-позитронни двойки и специални релативистки ефекти. Включени били и общи релативистки ефекти, тъй като те са важни за звездите с маса повече от 1000 слънчеви.
Резултатите от изследването на учените са публикувани в The Astrophysical Journal.
