Astronomové objevili v našem kosmickém prostředí hvězdný „fosilní objekt“, který umožňuje nahlédnout do samotného úsvitu vesmíru. Hvězda s označením SDSS J0715-7334 je překvapivě čistá: neobsahuje téměř žádné „kovy“, což je astronomický termín pro jakýkoli prvek těžší než vodík a helium.
Objev je významný, protože poskytuje chemický otisk úplně první éry vzniku hvězd a pomáhá vědcům překlenout propast mezi Velkým třeskem a komplexním vesmírem bohatým na kovy, ve kterém dnes žijeme.
Vyhledávání první generace
Abychom pochopili, proč je tato hvězda tak výjimečná, musíme se vrátit k počátkům vesmíru. Po velkém třesku byl vesmír hustou plazmovou mlhou. Až asi o 300 000 let později se vesmír ochladil natolik, že protony a elektrony vytvořily neutrální vodík a helium.
Z těchto prvotních plynů se zrodily úplně první hvězdy, známé jako Populace III. Tyto hvězdy byly masivní, žily neuvěřitelně rychle a zemřely při silných explozích supernov. Tyto exploze se staly prvními „továrnami“ vesmíru: ukovaly těžší prvky jako uhlík, kyslík a železo a rozptýlily je do vesmíru.
Protože hvězdy v populaci III měly tak krátkou životnost, nebyly nikdy přímo pozorovány. Místo toho astronomové pátrají po hvězdách Populace II : jedná se o starší hvězdy s nízkou hmotností, které vznikly ze „špinavého“ plynu zbylého z těchto prvních supernov. Studiem těchto hvězd druhé generace mohou vědci rekonstruovat vlastnosti prvních hvězd, které jsou nyní nenávratně ztraceny časem.
Otevření záznamu
Objev SDSS J0715-7334 byl téměř náhodný. Při provádění rutinních pozorování v rámci Sloan Digital Sky Survey (SDSS) byl tým vědců vedený kosmologem Alexanderem Geem z University of Chicago touto hvězdou doslova hypnotizován. To, co bylo plánováno jako 10minutové pozorování, se změnilo na tříhodinovou hloubkovou studii.
Výsledky byly ohromující:
– Extrémní čistota: Metalicita této hvězdy je pouze 0,005 % metalicita Slunce.
– Rekordně nízký obsah železa: Jeho obsah železa je 40krát nižší než u předchozího držitele rekordu pro hvězdy nejvíce chudé na železo.
– Nedostatek uhlíku: Nejpozoruhodnější je, že hvězda obsahuje překvapivě málo uhlíku.
Řešení záhady chlazení vesmíru
Nedostatek uhlíku je nejzajímavějším aspektem tohoto nálezu. Během vývoje vesmíru hrají uhlík a kyslík roli „chladičů“. Aby se mračna plynu stlačila a vytvořila hvězdy, musí vydávat teplo; uhlík se s tímto úkolem vypořádá mimořádně efektivně.
Chemické složení SDSS J0715-7334 naznačuje jedinečný proces tvorby meziproduktu:
1. Bylo příliš málo uhlíku pro standardní způsob chlazení nalezený u pozdějších hvězd.
2. Bylo však dost “kosmického prachu” – zbytků popela prvních supernov Populace III – na to, aby pomohl kolapsu plynu.
To naznačuje, že hvězda vznikla během vzácné přechodné epochy s použitím malého množství prachu k zahájení zrodu hvězdy v prostředí, které bylo stále převážně nedotčené.
Kam se podívat příště?
Zajímavé je, že SDSS J0715-7334 zřejmě nepochází z Mléčné dráhy. Jeho pohyb naznačuje, že pochází z Velkého Magellanova mračna, trpasličí galaxie obíhající tu naši.
To poskytuje nový plán pro budoucí výzkum. Astronomové se domnívají, že malé satelitní galaxie, jako je Magellanova mračna, mohou obsahovat mnohem vyšší koncentrace těchto ultra-kovově chudých hvězd než samotná Mléčná dráha.
“Ještě je potřeba udělat hodně práce, abychom pochopili, co se během té éry skutečně stalo… Právě jsme se dotkli povrchu.” — Kevin Schlaufman, Univerzita Johnse Hopkinse
Závěr: Objevením hvězdy složené téměř výhradně z vodíku a helia astronomové našli vzácný chemický most do raného vesmíru, který odhaluje, jak první stopy kosmického prachu pomohly formovat další generace hvězd.
