Ученые выяснили, через какое время после Большого взрыва во Вселенной впервые появилась вода. Компьютерное моделирование вспышек сверхновых показало, что это случилось гораздо раньше, чем считалось прежде — спустя 100-200 млн лет после Большого взрыва, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Одним из важных вопросов теоретической астрофизики является вопрос о том, на каком этапе эволюции Вселенной в ней появились не те иные элементы и их соединения. Ученые под руководством Дэниеля Уэйла из Университета Портсмута (Великобритания) решили выяснить, когда во Вселенной появилась вода — одно из важнейших соединений, играющее исключительную роль в существовании форм жизни, известных на Земле.

Известно, что водород, входящий в молекулу воды, наряду с другими легкими элементами, гелием и литием, образовался в момент Большого взрыва. Однако более тяжелые элементы, такие как кислород — второй элемент в составе воды, образовывались позднее в результате термоядерных реакций слияния в последующих поколениях звезд и при вспышках сверхновых.

Моделирование легкой и тяжелой сверхновой

Ученые смоделировали на компьютере эволюцию двух звезд третьего поколения, закончивших свою жизнь взрывами сверхновой — одну, массой 13 солнечных, вторую в 200 масс Солнца. Расчеты показали, что продуктивность таких сверхновых в плане образования ядер кислорода разительно отличается. В первой сверхновой образовалось всего 0,051 солнечных масс кислорода, во второй — 55 солнечных масс.

Расчеты позволили оценить эпоху, в которую кислород, сливаясь с водородом, стал образовывать воду в остатках сверхновых. «Численное моделирование показало, что первая вода во Вселенной образовалась в сверхновых звездах III поколения с коллапсирующим ядром и парных нестабильных сверхновых на красных смещения z ≈ 20 (сдвиг спектральных линий химических элементов в красную, длинноволновую сторону)», — говорится в публикации.

По версии ученых, вода образовывалась в плотных молекулярных ядрах, которые, вероятно, в дальнейшем становились материалом для формирования протопланетных дисков будущих звезд.

«Помимо того открытия, что компонент жизни уже существовал во Вселенной возрастом 100-200 миллионов лет, наши расчеты показали, что вода, вероятно была ключевой составляющей первых галактик», — пришли к выводу авторы работы.