První hvězdy rotovaly vysokou rychlostí

První hvězdy ve vesmíru rotovaly mimořádně rychle; vyplývá to ze studia chemického složení pozdějších generací hvězd. Jejich rychlá rotace mohla přispět k tomu, že zánik těchto hvězd doprovázely pompézní exploze označované jako záblesky záření gama (gamma-ray burst).

V současné době nejsme schopni přímo pozorovat první hvězdy, které se zformovaly ve vesmíru v období několika stovek miliónů roků po Velkém třesku (Big Bangu), tedy po vzniku vesmíru. Jednalo se především o hvězdy mnohonásobně hmotnější než Slunce.

Avšak jejich zánik v důsledku exploze zanechal jako „příměsi“ různé chemické prvky, které byly začleněny do nových generací hvězd, jež se zformovaly později, přičemž některé z nich mohou být stále ještě „na živu“. Analýzou chemických látek začleněných do nejstarších hvězd v naší Galaxii astronomové získali nepřímé důkazy, že první hvězdy velice rychle rotovaly.

Cristina Chiappini z Liebniz Astrophysical Institute, Potsdam, SRN analyzovala se svými spolupracovníky hvězdy ve velmi staré hvězdokupě s označením NGC 6522. Její hvězdy vznikly přinejmenším před 12 miliardami roků, tedy velmi brzy po vzniku vesmíru, jehož stáří se nyní odhaduje na 13,7 miliard let.

Směšovací poměr

Astronomové důkladně analyzovali spektra hvězd, která jiný výzkumný tým pořídil pomocí dalekohledů VLT (Very Large Telescope) v Chile.

Cristina Chiappini se svými spolupracovníky objevila nezvykle vysoké množství chemických prvků, jako je ytrium a stroncium v porovnání s množstvím ostatních kovů u několika jiných hvězd. V uskutečněných počítačových simulacích byly podobné chemické prvky produkovány masivními hvězdami, u nichž rychlost rotace činila na povrchu 500 km/s, což je 5krát vyšší rychlost, než jakou rotují současné hmotné hvězdy.

Rychlá rotace mnohem důkladněji promíchává materiál ve hvězdném nitru, což zvyšuje rychlost nukleárních reakcí, které produkují ytrium a stroncium.

Práce podpořila závěry dřívějších studií. Současné simulace průběhu smršťování plynných oblaků v mladém vesmíru vedly k objevu tendence ke zrodu hvězd s vysokou rychlostí rotace, blízko k limitu, za kterým by již došlo k rozpadu objektu.

Gama záření jako signální ohně

Rychle rotující hvězdy mohou mít větší tendenci než jejich pomalejší protipóly ukončit svoji existenci za doprovodu záblesků záření gama, tj. silných záblesků vysokoenergetického záření, které mohou být pozorovány napříč téměř celým vesmírem.
Když se hmotná hvězda zhroutí a vytvoří černou díru, její rychlá rotace může pomoci k vytvoření plynného disku s dlouhou životností v jejím okolí. Materiál z tohoto disku, který padal na černou díru, pravděpodobně přispěl ke vzniku gama záblesku.

„Tyto gama záblesky mohou otevřít novou cestu ke studiu prvních hvězd, které se vytvořily po vzniku vesmíru,“ dodává Jason Tumlinson (Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, USA), který ale nebyl členem výzkumného týmu.

Avšak doporučuje opatrnost, protože tato studie není skálopevným důkazem, že se první hvězdy ve vesmíru otáčely velkou rychlostí. A to proto, že je nakonec možné, že ytrium a stroncium v kulových hvězdokupách může pocházet až z pozdější generace hvězd.

Zdroj: http://www.newscientist.com/article/dn20426-the-universes-first-stars-were-whirling-dervishes.html

autor: František Martinek