Найважливіший еліксир життя міг утворитися вже протягом перших 200 мільйонів років після Великого вибуху — про це свідчать нові дослідження. Раніше вважалося, що умови для утворення води у ранньому Всесвіті були відсутні через нестачу важчих елементів, таких як кисень. Однак нові моделювання показують, що молодий Всесвіт все ж міг бути вологим.
Космолог Даніель Вейлен із Портсмутського університету у Великій Британії разом із колегами віртуально відтворили вибухи двох зірок у ранньому Всесвіті та виявили, що умови для утворення води були присутні вже через 100 мільйонів років після Великого вибуху.
У відео нижче показано, як гази водню, гелію та літію після Великого вибуху об’єднувалися у перші зірки, а під час їхніх вибухових смертей у Всесвіт викидалися важчі елементи, зокрема кисень:
«Наші моделювання свідчать, що вода була присутня у первісних галактиках завдяки її ранньому утворенню в їхніх гало», — пишуть дослідники у своїй науковій роботі.
Сучасні зірки з високим вмістом металів мають багато кисню у своїх ядрах, але перші зірки складалися майже повністю з водню та гелію. Ці ранні світила, ймовірно, горіли дуже яскраво та швидко, що ускладнювало їхнє виявлення. Однак нові дані з телескопа JWST, можливо, вперше показали прямі докази їхнього існування.
Вейлен та його команда змоделювали вибухи таких ранніх зірок: одна з них мала масу, в 13 разів більшу за Сонце, а інша — у 200 разів.
У перші секунди після віртуальних наднових температура та тиск були достатньо високими, щоб у процесі ядерного синтезу утворився кисень. Після цього катаклізму розігріті гази, що простягнулися на відстань до 1 630 світлових років, почали охолоджуватись.
Швидке охолодження відбулося швидше, ніж матеріал зміг скупчитися, що сприяло утворенню молекулярного водню (H2) — іншого ключового компонента води.
У щільніших ділянках гало наднових кисень стикався з воднем, утворюючи молекули води.
Що цікаво, ці щільні скупчення залишків наднових із підвищеним вмістом металів, ймовірно, стали місцями формування наступного покоління зірок із важчими елементами, а також зародження планет, припускають дослідники.
«Підвищений вміст металів… міг, у принципі, сприяти утворенню кам’янистих планетезималей у протопланетних дисках біля зірок малої маси», — пояснюють Вейлен та його команда.
Це означає, що потенційні планети також могли мати воду.
Крім того, кілька зірок могли формуватися в одній області.
«У такому випадку в гало могло відбутися кілька вибухів наднових, які перекривалися б», — додають дослідники. «Ці вибухи могли створити ще більше щільних ядер і, відповідно, більше місць для утворення та накопичення води».
У менш щільних областях гало багаторазові вибухи могли знищити вже сформовану воду, але в щільних ядрах хмари H2O мала більше шансів зберегтися завдяки пилу, який захищав її від випромінювання.
Розрахунки команди показують, що кількість води, створеної найпершими галактиками, могла бути лише вдесятеро меншою, ніж у нашій галактиці сьогодні. Це свідчить про те, що один із головних компонентів життя був у великій кількості вже дуже давно.