Suurimmat nykytähdet ovat massaltaan 100 kertaa niin suuria kuin Aurinko.
Tuoreen tutkimuksen mukaan heti alkuräjähdyksen jälkeen sen sijaan tähdet kasvoivat paljon suuremmiksi.
Tutkimuksen mukaan maailmankaikkeuden olosuhteet ovat muuttuneet niin, että tuhansia kertoja Aurinkoa suurempia tähtiä ei voi enää syntyä.
Näin tähti syntyy
Heti alkuräjähdyksen jälkeen 13 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeus koostui lähinnä vety- ja heliumkaasusta.
Seuraavien satojen miljoonien vuosien aikana kaasut alkoivat puristua yhteen ja niistä syntyi palloja tai pilviä, joihin kertyi yhä enemmän ainetta.
Näistä kaasupilvistä syntyi tähtiä – ja syntyy edelleen.
Kun kaasupilven sisäinen paine kasvaa, pilvi lopulta romahtaa ja sen alkuaineet alkavat sulautua yhteen.
Sulautumisessa eli fuusiossa atomit yhdistyvät uudeksi alkuaineeksi. Samalla lämpönä vapautuu valtava määrä energiaa. Silloin tähti syttyy.
Tähti loistaa eli sen fuusioreaktio jatkuu tähdessä niin kauan kuin siinä on aineita, jotka voivat yhdistyä uusiksi aineksi. Kun tähden polttoaine loppuu, tähti sammuu ja siitä tulee valkoinen kaapiö, musta aukko tai muunlainen kuollut tähti. Muoto riippuu kuolevan tähden koosta.
Uuden tutkimuksen mukaan varhaisessa maailmankaikkeudessa kaasupilvet kerääntyivät yhteen joukoiksi, jotka liikkuivat kuin sääkartan kylmät rintamat. Ensimmäinen tähti syntyi, kun pilvirintama törmäsi yksittäiseen pilveen ja sai sen romahtamaan niin, että siinä käynnistyi alkuaineiden fuusioreaktio.
Säteily sai kaasupilvet liikkumaan kuin säärintamat
Varhainen maailmankaikkeus poikkesi nykyisestä siten, että siellä ei ollut niin paljon raskaita aineita kuin nykyisessä. Juuri raskaiden alkuaineiden poissaolo mahdollisti tähtien kasvun jättimäisiin mittoihin.
Koska kaasupilvissä oli lähes pelkästään vetyä ja heliumia, kesti kauan, ennen kuin kaasut alkoivat fuusioitua.
Nykyisissä kaasupilvissä on raskaita alkuaineita, joiden vaikutuksesta energiaa kulkeutuu pilven ulkopuolelle. Siksi pilvet romahtavat, ja tähden syntyprosessi käynnistyy aikaisemmin kuin kevyiden aineiden pilvissä.
Maailmankaikkeuden lapsuudessa raskaita aineita ei vielä ollut juuri ehtinyt muodostua.
Tutkijoiden tekemien tietokonesimulaatioiden mukaan ensimmäiset tähdet syntyivät niin, että kaasupilvet kuumenivat niin paljon, että ne alkoivat säteillä.
Säteilyn mukana kaasupilvi jäähtyi hieman. Jäähtyneet kaasupilvet hakeutuivat yhteen ja alkoivat liikkua avaruudessa kuin säärintamat sääkartalla.
Jossakin vaiheessa kaasupilvien rintama törmäsi isoon kaasupilveen ennen kuin se oli ehtinyt menettää energiaansa säteilemällä. Törmäyksen seurauksena kaasupilvi romahti ja siitä muodostui ensimmäinen tähti.
Koska kaasupilvi oli ehtinyt kerätä valtavan määrän ainetta, myös tähdestä tuli hyvin iso.
Jättitähtiä ei voi enää syntyä
Uusi tutkimus osoittaa myös, että nykyisessä maailmankaikkeudessa jättiläismäisten tähtien synty ei enää ole mahdollista.
Tähtiä syntyy, kun kaasupilvien alkuaineet fuusioituvat toisiksi, raskaammiksi alkuaineiksi.
Fuusioreaktiossa syntyneistä alkuaineista muodostuvassa pilvessä vapautuu paljon energiaa, ja siksi se romahtaa ja muuttuu tähdeksi nopeammin kuin varhaisessa maailmankaikkeudessa.
Siksi joka kerta kuin tähti syntyy tai kuolee, sitä seuraava tähti syntyy entistä nopeammin ja jää entistä pienemmäksi.