První hvězdy ve vesmíru

Počátky existence vesmíru se podle současných poznatků datují do období před 13,7 miliardami roků. Velmi krátce po vzniku vesmíru se začaly formovat první hvězdy. Dnes již tyto hvězdy neexistují a odnesly si s sebou i informace o své velikosti a složení. Dnešní počítačové simulace však otevírají nové pohledy na vznik prvních hvězd. Zpráva o tom byla publikována 1. 8. 2008 v časopise Science.

Složení vesmíru bylo tehdy velmi odlišné v porovnání se současností. A fyzikální zákony, kterými se řídil tehdejší vesmír, byly poněkud jednodušší. Dr. Naoki Yoshida, Nagoya University (Japonsko) a spoluautor studie Dr. Lars Hernquist, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge, Massachusetts, USA) začlenili tyto podmínky v raném vesmíru (toto období je někdy označované termínem „kosmický temný věk“) do simulací vzniku prvních objektů ve vesmíru, které by mohly zářit jako hvězdy.

Podle jejich simulací docházelo již krátce po Velkém třesku (Big Bangu) k nepatrným změnám hustoty hmoty, plynů a záhadné tzv. temné hmoty, což vedlo v raném období k formování protohvězd. Simulace, které provedl Naoki Yoshida ukazují, že protohvězdy o hmotnosti pouhého jednoho procenta našeho Slunce se mohly nakonec vyvinout do masivních hvězd, schopných syntézy těžkých prvků ve svém nitru. Tyto hvězdy mohly mít hmotnost více než 100 hmotností Slunce, avšak jejich životnost nebyla delší než zhruba jeden milión roků. „Toto je obecný obraz vzniku hvězd, který poskytuje možnost srovnání, jak se hvězdy formují v různých časových obdobích a oblastech ve vesmíru, který nám případně umožní zkoumat původ života a planet,“ říká Lars Hernquist.

„Množství prvků ve vesmíru se zvyšovalo s přibývajícím počtem hvězd,“ říká Lars Hernquist. „Vznik a zánik hvězd průběžně přispíval k rozsévání těžších prvků po celém vesmíru. Když o tom tak přemýšlíme, musíme si uvědomit, že všechny prvky v našem těle mají svůj původ v dávných termojaderných reakcích v nitrech hvězd.“ Simulace zrození protohvězd v raném vesmíru, které vědci uskutečnili, naznačují zásadní krok směrem k ambiciózním cílům vytvořit teorii vzniku všech prvotních hvězd a předpovědět jejich hmotnosti a další vlastnosti. Mnohem výkonnější počítače a více fyzikálních dat bude potřeba k dalším výpočtům a simulacím. Avšak vědci doufají, že nakonec dospějí v těchto simulacích až k okamžiku zážehu termojaderných reakcí – tj. k okamžiku, kdy se objekt stává opravdovou hvězdou. Zatím jsme stále na půl cestě ke konečnému cíli.

Na uměleckém obrázku nahoře jsou vířící oblaka plynného vodíku a hélia ozářena světlem prvních hvězd ve vesmíru. Ve spodní části kompozice je zakreslena explodující supernova, vyvrhující těžké prvky, které budou jednou použity při tvorbě nových hvězd a planetárních soustav. Obsah těžkých prvků se ve vesmíru zvyšoval s přibývajícím počtem explodujících hvězd. Opakující se vznik a zánik hvězd postupně rozséval tyto prvky napříč vesmírem. Díky tomuto procesu se mohly zrodit kamenné planety včetně naší Země.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/press/2008/pr200814.html

autor: František Martinek