Voda byla přítomna již v raném vesmíru 100-200 milionů let po Velkém třesku

Tento objev, popsaný v článku, který vyšel v časopise Nature Astronomy, znamená, že obyvatelné exoplanety mohly začít vznikat mnohem dříve – před vznikem prvních galaxií a o miliardy let dříve, než se dosud předpokládalo. Toto umělecké ztvárnění ukazuje vývoj vesmíru počínaje Velkým třeskem (vlevo) a následným vznikem kosmického mikrovlnného pozadí. Vznik prvních hvězd ukončuje kosmický temný věk, po němž následuje vznik galaxií.

„Před explozemi prvních hvězd nebyla ve vesmíru žádná voda, protože tam nebyl žádný kyslík,“ řekl astronom Daniel Whalen z University of Portsmouth. „Velký třesk přežila jen velmi jednoduchá jádra – vodík, helium, lithium a stopové množství barya a boru.“ Podle doktora Whalena a jeho kolegů se molekuly vody začaly tvořit krátce po prvních explozích supernov, známých jako supernovy populace III.

Tyto vesmírné události, k nimž došlo u první generace hvězd, byly nezbytné pro vznik těžkých prvků – například kyslíku – nezbytných pro existenci vody. „Kyslík, který vznikl v srdcích těchto supernov, se spojil s vodíkem a vytvořil vodu, čímž připravil půdu pro vznik základních prvků potřebných pro život,“ řekl Whalen.

Vědci ve své studii zkoumali dva typy supernov: supernovy s kolapsem jádra, které produkují skromné množství těžkých prvků, a mnohem energetičtější supernovy populace III, které do vesmíru vyvrhují množství kovů v rozsahu desítek slunečních hmotností. Zjistili, že oba typy supernov vytvářejí husté shluky plynu obohacené o vodu.

Ačkoliv celkové množství vody vzniklé v těchto raných supernovách bylo skromné, bylo vysoce koncentrované v hustých oblastech plynu, známých jako jádra mračen, která jsou považována za místa zrodu hvězd a planet. Tyto rané oblasti bohaté na vodu pravděpodobně stály u zrodu planet na úsvitu vesmíru, dlouho předtím, než se zformovaly první galaxie.

Na publikovaném obrázku jsou snímky vodní páry pořízené ve vzdálenosti 1 kpc v supernově typu CC o hmotnosti 13 M⊙ asi 90 milionů let po výbuchu (a) a v supernově typu PI o hmotnosti 200 M⊙ asi 3 miliony let po výbuchu (b). Hmotnostní podíly difúzní vodní páry v halo se pohybují od 10^-14 do 10^-12 u supernovy CC a od 10^-12 do 10^-10 u supernovy PI. Husté chuchvalce s mnohem vyššími hmotnostmi vody jsou viditelné jako žluté skvrny ve středech obou snímků.

„Klíčovým zjištěním je, že prvotní supernovy vytvořily ve vesmíru vodu, která vznikla ještě před vznikem prvních galaxií,“ řekl Whalen. „Voda tedy byla klíčovou složkou již prvních galaxií. To znamená, že podmínky nezbytné pro vznik života existovaly mnohem dříve, než jsme si kdy dokázali představit – je to významný krok vpřed v našem chápání raného vesmíru.“

„Přestože celková hmotnost vody byla skromná, byla vysoce koncentrovaná v jediných strukturách schopných formovat hvězdy a planety. A to naznačuje, že planetární disky bohaté na vodu mohly vzniknout už na úsvitu vesmíru, ještě před vznikem prvních galaxií.“

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/primordial-universe-water-13712.html a https://phys.org/news/2025-03-older-thought-key-constituent-galaxies.html

autor: František Martinek