Monstrózní hvězdy osvětlovaly mladý vesmír

První hvězdy se v mladém vesmíru zrodily několik stovek miliónů roků po Velkém třesku a ukončily tak kosmologickou periodu známou jako temný věk vesmíru. Vytvořily se atomy vodíku a hélia a ve velkém množství vznikají obří hvězdy s velmi rychlým vývojem, které osvětlovaly vesmír.

Text k obrázku: Umělecká představa prvních hvězd mladého vesmíru. Pět hmotných protohvězd vzniká v centru obřích plynných disků.

Dva kanadští vědci vypočítali, o jaké objekty se pravděpodobně jednalo: zjistili, že první hvězdy se mohly shlukovat do extrémně jasných uskupení a existovaly periody, kdy tato seskupení byla svítivější než 100 miliónů Sluncí. Alexander DeSouza a Shantanu Basu, oba z University of Western Ontario, Kanada, publikovali své závěry v článku uveřejněném v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Výzkumníci prověřovali počítačové modely, jakým způsobem se měnila svítivost hvězd během jejich vzniku z plynného disku v důsledku gravitačního kolapsu. Prvotní vývoj vedl k chaotickému stavu, kdy shluky materiálu padaly při utváření hvězd po spirále do centra disku. Docházelo přitom k explozím stokrát jasnějším než průměrná intenzita záření hvězd. Tyto první hvězdy mohly zvyšovat jasnost, když byly ještě „protohvězdami“ a stále přitahovaly další materiál.

V malých seskupeních o počtu 10 až 20 protohvězd probíhající výbuchy znamenaly, že hvězdokupy strávily dlouhé období ve stavu zvýšené jasnosti. V souladu se simulacemi tak každá hojná hvězdokupa tvořená protohvězdami mohla čas od času zvýšit jasnost až na mimořádnou úroveň 100 miliónů jasností Slunce.

První hvězdy žily velmi krátce a produkovaly první těžké prvky, jako například uhlík a kyslík, na nichž závisí i následující chemie života.

Světlo z těchto hvězd k nám putovalo vesmírem téměř 13 miliard roků; pozorovatelé na Zemi tak mohou spatřit velmi slabé záření. Kromě toho je toto světlo posunuto do oblasti infračerveného záření v důsledku rozpínání vesmíru. To činí tyto hvězdy velmi obtížně pozorovatelné, avšak kosmický dalekohled příští generace s názvem James Webb Space Telescope (JWST) bude zkoumat oblohu v oboru infračerveného záření za účelem jejich spatření. Ačkoliv svítivost jednotlivých prvotních hvězd bude pravděpodobně příliš slabá i pro JWST na to, aby je rozlišil jako body. Nová vědecká práce naznačuje, že seskupení prvotních protohvězd mohla být význačnými světelnými majáky v mladém vesmíru.

Shantanu Basu dodává: „Světlo prvotních hvězd je klíčovým vědeckým úkolem pro kosmický dalekohled JWST a součástí astronomického hledání stop vývoje vesmíru. Během několika let se možná podaří spatřit tyto tajemné a oslnivě jasné objekty, které se vytvořily v mladém vesmíru a ozářily jej v dalekém okolí.“

Zdroj: http://phys.org/news/2015-04-clusters-monster-stars-lit-early.html

autor: František Martinek