Astronómovia konečne zachytili prahviezdy


Podarilo sa získať dosiaľ najlepšie pozorovacie dôkazy existencie prvej generácie hviezd vo vesmíre. Ide o takzvanú hviezdnu populáciu III.

Oznámil to 8-členný medzinárodný tím, ktorý viedol David Sobral z Universidade de Lisboa (Portugalsko). Okrem jeho krajana tvorili tím vedci z USA, Holandska a Švajčiarska.

Žiarivá jednička

Prítomnosť hviezd populácie III im vyplynula v rámci objavu dosiaľ najžiarivejšej známej galaxie. Označili ju CR7. Je trikrát žiarivejšia ako doterajšia galaktická rekordmanka. Objav uskutočnili najmä sústavou ďalekohľadov VLT na Európskom južnom observatóriu v Čile.

Využili však aj ďalekohľady Keck a Subaru na havajskom observatóriu Mauna Kea a údaje z Hubblovho kozmického ďalekohľadu na obežnej dráhe okolo Zeme.

Extrémne vzdialená galaxia CR7 sa nachádza hodne vyše 12 miliárd svetelných rokov od nás (1 svetelný rok = 9,46 bilióna kilometrov). Vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia svetla ju pozorujeme v rovnakej hĺbke času. To znamená, v špecifickej ére, ktorá sa začala zhruba 800 miliónov rokov po veľkom tresku. Vedci ju nazvali reionizačná. (Vysvetlíme si nižšie.)

Objavili v nej veľký počet prekvapivo žiarivých veľmi mladých galaxií. Tvoria ich zväčša masívne modré hviezdy, prvá generácia hviezdnych telies v známom vesmíre.

Od teórie k realite

Dosiaľ to boli iba „postavy“ z teoretických scenárov. Práve ony však mali podľa astrofyzikov vyprodukovať ťažšie prvky s atómovou hmotnosťou väčšou, než akú majú vodík a hélium a najbližšie prvky za nimi. Nuž a ťažšie prvky boli potrebné pre utvorenie ďalších generácií hviezd, planét, života a napokon aj nás, ľudí. Najmä kyslík, dusík, uhlík a železo.

Hviezdy prvej generácie sa podľa teoretikov zrodili z prvotného materiálu, ktorý vznikol vo Veľkom tresku. Z vodíka, hélia a malej prímesi lítia. Museli byť obrovské, s hmotnosťou niekoľko sto a dokonca až tisíc hmotností Slnka. A veľmi horúce.

Existovali však pomerne krátko. Už po asi 2 miliónoch rokov vybuchli v rámci javu, ktorý sa označuje ako supernova. Je to katastrofické gravitačné vnútra hviezdy. Sprevádzajú ho búrlivé jadrové reakcie, pričom následný výbuch rozmetá nimi vytvorené ťažšie prvky do okolia.

Pre porovnanie: Vek Slnka ako vcelku nízkohmotnej hviezdy neskoršej generácie je asi 4,6 miliardy rokov. Bez veľkých výkyvov žiarenia má existovať ešte aspoň raz toľko.

Kozmické temno a osvietenie

Skorá história vesmíru sa približne 600 miliónov rokov niesla v znamení „doby temna“. Vo vesmíre vtedy absolútne prevládali atómy vodíka a hélia v neutrálnom stave. Vesmír bol preto nepriehľadný pre fotóny svetla, tmavý. Novovytvorené hviezdy populácie III však veľmi silne žiarili. To opätovne priviedlo spomenuté prvky do takzvaného ionizovaného stavu, keď ich atómy prišli o jeden či viac elektrónov, reionizovalo ich. A vo vesmíre „sa rozsvietilo“.

Životodarné prvky

„Hviezdy populácie III sú jedným z kandidátov na aktérov reionizácie vesmíru, ktorou sa asi 1 miliardu rokov po Veľkom tresku skončila doba temna a vesmír spriehľadnil. Objav týchto hviezd navyše ukazuje podstatu galaxií vo veľmi skorých štádiách ich vývoja,“ povedal člen tímu Bahram Mobasher z University of California v Riverside (USA).

„Tento objav bol pre nás od začiatku samá výzva. Jednoducho sme nečakali, že nájdeme takú jasnú galaxiu. A keď sme kúsok po kúsku poodhaľovali podstatu CR7, uvedomili sme si, že nie je iba zďaleka najžiarivejšou vzdialenou galaxiou, ale má aj všetky vlastnosti hviezd populácie III. Tých, ktoré vytvorili prvé ťažké atómy a v konečnom dôsledku umožnili, aby sme tu dnes boli. To azda ani nemohlo byť viac vzrušujúce,“ povedal David Sobral.

Odtiene modrej

V CR7 sa podľa pozorovacích údajov vyskytujú zoskupenia hviezd s rôznym stupňom „modrosti“. Hviezdy populácie III tam očividne vznikali vo viacerých vlnách. To je v súlade s teoretickou predpoveďou. Tím priamo zachytil poslednú vlnu hviezd populácie III.

Táto populácia je síce prvá a najstaršia, no dostala označenie III. Hviezdy populácie I, medzi ktoré patrí aj naše Slnko, majú pomerne vysoký obsah ťažkých prvkov a tvoria diskovitú zložku špirálových galaxií, akou je aj naša Mliečna cesta. Hviezdy populácie II sú staršie, majú nízky obsah ťažkých prvkov a vyskytujú sa v stredovej výduti Mliečnej cesty a v jej vonkajšom obale, takzvanom hale. A ešte v guľových hviezdokopách, zoskupeniach až miliónov hviezd, ktoré ako roje obklopujú zo všetkých strán Mliečnu cestu.

„Vesmírno-futbalovo-módna“ súvislosť

Meno rekordne žiarivej galaxie, CR7, je skratka z COSMOS Redshift 7, čiže kozmický červený posun 7. (Miera vzdialenosti, čím väčšie číslo, tým vzdialenejšie teleso). Inšpirované však bolo aj slávnym portugalským futbalistom Cristianom Ronaldom, vzhľadom na číslo, ktoré nosí na drese, z ktorého sa stala aj módna značka CR7.

CR7 vyžaruje drvivú väčšinu energie v ultrafialovom a viditeľnom svetle. Nachádza sa v pozorovacom poli COSMOS, čo je mimoriadne intenzívne skúmaná plocha oblohy v južnom súhvezdí Sextant. Odtiaľ pochádza písmeno C v názve.

Členovia tímu to zhrnuli v článku, ktorý čoskoro vyjde v časopise The Astrophysical Journal.

Reklamy

Pridaj komentár

Zadajte svoje údaje, alebo kliknite na ikonu pre prihlásenie:

WordPress.com Logo

Na komentovanie používate váš WordPress.com účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Twitter picture

Na komentovanie používate váš Twitter účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Facebook photo

Na komentovanie používate váš Facebook účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Google+ photo

Na komentovanie používate váš Google+ účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Connecting to %s

%d bloggers like this: