ESPACE — Les scientifiques de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique de l’Academia Sinica (ASIAA), Ching-Yao Tang et le Dr Ke-Jung Chen ont fait de grands progrès dans le décodage de la masse de naissance des premières étoiles de l’univers. Le mystère a été découvert grâce à un puissant superordinateur du Berkeley National Lab.
Les deux études ont été rapportées dans la dernière édition Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Dans les premiers stades de l’univers après le Big Bang, seuls l’hydrogène et l’hélium existaient, et les éléments essentiels à la vie, tels que le carbone et l’oxygène, n’étaient pas encore apparus. Environ 200 millions d’années plus tard, les premières étoiles, connues sous le nom d’étoiles de Population III (Pop III), ont commencé à se former.
Ces étoiles commencent à produire des éléments plus lourds par combustion nucléaire dans leur noyau. Lorsqu’elles atteignent la fin de leur cycle de vie, certaines d’entre elles font l’expérience de supernovae. L’explosion cataclysmique a dispersé des éléments lourds nouvellement synthétisés dans l’univers primitif et a jeté les bases de l’émergence de la vie.
Le type de supernova qui se produit dépend de la masse des premières étoiles au moment de leur mort, ce qui entraîne différents modèles d’abondance chimique. Par conséquent, les observations d’un certain nombre d’étoiles très pauvres en métaux (extrêmement pauvre en métaux ou EMP) est très important pour estimer la masse typique des premières étoiles. Pour information, les étoiles EMP se forment après la première étoile et sa supernova.
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Sur la base des observations réalisées jusqu’à présent, l’abondance élémentaire des étoiles EMP montre que la première étoile avait une masse allant de 12 à 60 masses solaires. Pendant ce temps, les simulations cosmologiques suggèrent que la masse de la première étoile largement distribuée varie de 50 à 1 000 masses solaires.
Un écart aussi important entre les simulations et les observations a intrigué les astrophysiciens pendant plus d’une décennie. Les nouvelles découvertes de Ching-Yao Tang et Ke-Jung Chen sont donc importantes.
À l’aide d’un puissant superordinateur, les deux hommes ont créé la première simulation hydrodynamique 3D haute résolution au monde des nuages turbulents formant les étoiles pour les premières étoiles. Les résultats montrent que la turbulence supersonique divise efficacement le nuage formant des étoiles en plusieurs amas, chacun avec un noyau dense compris entre 22 et 175 masses solaires.
Les amas de noyaux formèrent alors les premières étoiles avec des masses d’environ 8 à 58 masses solaires. Ce chiffre est conforme aux résultats des observations ci-dessus (12-60 masses solaires), qui ont été réalisées avec divers instruments scientifiques tels que des télescopes.
De plus, si la turbulence est faible ou non résolue, les chercheurs pourraient obtenir des résultats similaires aux chiffres des simulations précédentes (50 à 1 000 masses solaires). Les résultats de la recherche concluent ainsi à l’importance des turbulences dans la formation des premières étoiles.
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Ils offrent également une voie prometteuse pour réduire les masses théoriques des premières étoiles. La recherche a donc réussi à concilier la différence de masse de la première étoile entre les résultats de simulation et les observations. Source : Phys.org
2024-04-02 05:47:23
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