Ученые выяснили, что у Вселенной нет единого правила для рождения звезд

Исследователи Университета Миссури под руководством профессора Чарльза Стейнхардта обнаружили, что фундаментальное астрономическое правило о едином соотношении крупных и мелких звезд в любой галактике работает не всегда. Оказалось, что это соотношение зависит от местных условий внутри звездных скоплений. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

На протяжении более полувека астрономы пользовались простым и удобным инструментом, который позволял заглядывать в далекие миры, не видя их целиком. Этот инструмент — так называемая начальная функция масс. Суть ее в том, что по ярким и крупным звездам, которые хорошо видны в телескопы, ученые вычисляли, сколько должно быть мелких и тусклых звезд, неразличимых на огромных расстояниях. Считалось, что природа везде действует одинаково: где бы ни рождалась звезда, пропорция между большими и маленькими звездами остается постоянной. Это допущение стало краеугольным камнем для оценки массы, возраста и истории целых галактик.

Однако группа ученых из Университета Миссури решила проверить эту гипотезу на Млечном Пути. Они взяли данные спутника Gaia, который составил подробнейшую карту почти двух миллиардов звезд нашей Галактики. Ученые сосредоточились на звездных скоплениях, группах звезд, родившихся в одно время и в одном облаке газа. Если бы правило было абсолютным, то все такие скопления должны были бы иметь похожий «звездный состав». Но реальность оказалась другая: в одних скоплениях мелких звезд оказывалось заметно больше, в других меньше, и эти различия не укладывались в случайный разброс.

Исследователи пришли к выводу, что решающую роль играет среда рождения звезды. Плотность газа, температура, турбулентность внутри облака, все эти местные условия влияют на то, какие именно солнца появятся на свет. Там, где условия более спокойные, чаще рождаются маленькие, долгоживущие звезды; в бурных, массивных облаках — крупные, но короткоживущие гиганты. Это значит, что единой формулы для всех галактик просто не существует.

Открытие имеет прямое отношение к последним данным с космического телескопа Джеймс Уэбб, который находит галактики, кажущиеся слишком массивными для своего возраста. Как поясняют авторы, эти объекты, скорее всего, не нарушают физику, просто они сформировали свои звезды по иному сценарию, нежели мы предполагали, и применять к ним старую универсальную мерку было ошибкой.

Вместо того чтобы отказываться от начальной функции масс, астрономы предлагают ее уточнить: для каждой галактики или даже для каждого скопления выбирать ту версию этого соотношения, которая лучше всего соответствует наблюдаемой обстановке.

Результат работы не отменяет прежних знаний, но делает их более гибкими и точными. Теперь астрономам предстоит заново калибровать свои модели, чтобы правильно оценивать массы далеких систем и восстанавливать историю Вселенной. И хотя картина мира стала сложнее, чем казалось раньше, ученые уверены, что это шаг вперед, ведь приблизиться к истине можно только признав, что природа не любит слишком простых ответов.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях