Новая модель звезд первого поколения раскрывает их роль в эволюции галактик

Международная группа исследователей разработала новую вычислительную модель для изучения звезд первого поколения (Population III), которые образовались из первичного газа, состоящего в основном из водорода и гелия. Эта модель, описанная в статье на arXiv, включает три ключевых компонента: улучшенную термохимическую сеть, детальные спектры звезд Pop III и полную обратную связь от сверхновых.

Усовершенствованная термохимия отслеживает равновесные концентрации каталитических частиц, таких как H?? и H?, необходимых для образования молекулярного водорода в первичном газе. Это позволило точнее смоделировать охлаждение газа и формирование звезд.

Спектры звезд Pop III были рассчитаны на основе эволюционных треков MESA и моделей атмосфер TLUSTY. Для обратной связи учитывались как сверхновые с коллапсом ядра, так и парно-нестабильные сверхновые с детальным выходом химических элементов.

Модель внедрена в код AREPO-RT и протестирована на космологических симуляциях гало массой 1.95?10? M? при красном смещении z=3. Результаты показали, что звезды Pop III начали формироваться при z>13 и продолжали возникать вплоть до z~5, существенно влияя на раннюю эволюцию галактик.

Излучение Pop III создавало фотонагретый диффузный газ, а взрывы сверхновых приводили к характерному обогащению металлами в интервале 10

Исследователи отмечают, что жесткое излучение звезд первого поколения необходимо для объяснения недавних наблюдений линии HeII с высокой эквивалентной шириной в галактике при z~11. Работа демонстрирует важность учета PopIII в космологических симуляциях для понимания реионизации и раннего химического обогащения Вселенной.