Ching-Yao Tang și Dr. Ke-Jung Chen de la Institutul de Astronomie și Astrofizică, Academia Sinica (ASIAA), Taiwan, au făcut progrese substanțiale în evaluarea masei a primelor stele folosind supercomputerul puternic de la Berkeley National Lab. Rezultatele obținute au fost prezentate într-un articol publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
În primele etape ale dezvoltării sale, imediat după Big Bang, în Univers exista numai hidrogen și heliu. La circa 200 de milioane de ani mai târziu, primele stele, cunoscute sub numele de stele din Populația III (Pop III), au început să se formeze. Aceste stele au inițiat producerea de elemente mai grele procesele nucleare care se desfășurau în nucleele lor. Pe măsură ce aceste stele au ajuns la sfârșitul ciclurilor lor de viață, unele au devenit supernove, creând explozii puternice care au dispersat elementele nou sintetizate în universul timpuriu.
Tipul de supernovă care apare depinde de masa primei stele la dispariția acesteia, rezultând diferite modele de abundență chimică. Observațiile stelelor extrem de sărace în metal (extremely metal-poor, EMP), formate după primele stele și supernovele lor, au fost cruciale în estimarea masei tipice a primelor stele. Din punct de vedere observațional, abundența elementelor din stelele EMP sugerează că primele stele aveau mase cuprinse între 12 și 60 de mase solare. Cu toate acestea, simulările cosmologice sugerau o funcție de masă distribuită pe scară largă pentru primele stele, variind de la 50 la 1.000 de mase solare. Această discrepanță semnificativă de masă între simulări și observații i-a nedumerit pe astrofizicieni de mai bine de un deceniu.
Ching-Yao Tang și Ke-Jung Chen au folosit supercomputerul de la Berkeley National Lab pentru a crea primele simulări hidrodinamice 3D de înaltă rezoluție ai norilor turbulenți care conțin materia pentru primele stele. Rezultatele lor indică faptul că turbulențele supersonice fragmentează efectiv norii din care se formează stele în mai multe grupuri, fiecare cu nuclee dense cuprinse între 22 și 175 de mase solare din care se vor naște primele stele cu mase de aproximativ 8 până la 58 de mase solare. Aceste rezultate sunt de acord cu observațiile astrofizicienilor. În plus, dacă turbulența este slabă sau nu apare în simulări, cercetătorii pot reproduce rezultate similare din simulările anterioare. Acest rezultat subliniază mai întâi importanța turbulenței în formarea primei stele și oferă o cale promițătoare pentru a scădea scara teoretică a masei primelor stele, oferind o bază teoretică puternică pentru formarea primelor stele.
