La retroalimentación protostellar detiene el crecimiento de las primeras estrellas en el universo

Área de la Ciencia:

• Cosmología Cosmología.
• La astrofísica estelar es la astrofísica estelar.
• La astrofísica computacional es una astrofísica computacional.

Sus antecedentes:

• Las primeras estrellas (Población III) fueron cruciales para transformar el universo primitivo emitiendo luz y sintetizando elementos pesados.
• Se cree que la distribución de masa de estas estrellas primordiales está gobernada por la acreción de gas y la retroalimentación de la radiación protostellar.
• Comprender estos procesos es clave para interpretar la evolución química cósmica temprana y la arqueología galáctica.

Objetivo del estudio:

• Investigar el crecimiento y la evolución de una única protoestrella primordial utilizando simulaciones avanzadas.
• Determinar la masa de las primeras estrellas y el papel de la radiación en su formación.
• Para conciliar los resultados de la simulación con la evidencia observacional, particularmente la ausencia de firmas de supernova de inestabilidad de pares.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones de radiación-hidrodinámica para modelar la evolución protostellar.
• Las simulaciones rastrearon el proceso de acreción y el impacto de la radiación protostellar.
• El estudio se centró en la interacción entre la entrada de gas, el crecimiento estelar y la retroalimentación de la radiación ultravioleta.

Principales resultados:

• Las simulaciones demostraron que el disco de acreción de una protoestrella se evaporó por su propia radiación ultravioleta cuando la estrella alcanzó aproximadamente 43 masas solares.
• Este mecanismo de retroalimentación autolimitado sugiere que las estrellas primordiales eran masivas pero no extremadamente masivas.
• El rango de masa estelar resultante se alinea con la ausencia de firmas observadas de supernovas de inestabilidad de pares en estrellas pobres en metales.

Conclusiones:

• Las estrellas primordiales probablemente alcanzaron masas alrededor de 43 masas solares, con su crecimiento regulado por la radiación interna.
• Estos hallazgos desafían la existencia de estrellas de Población III extremadamente masivas.
• Las masas estelares simuladas proporcionan una explicación plausible para los patrones de abundancia observados en la Vía Láctea temprana, específicamente la falta de evidencia de supernovas de inestabilidad de pares.