Výzkumníci objevili v trpasličí galaxii mimořádný objekt, jehož chemické složení připomíná podmínky z prvních miliard let po Velkém třesku. Hvězda obsahuje tak málo těžkých prvků, že poskytuje unikátní pohled do raného vesmíru.
Astronomové narazili na tento objekt v malé, slabě svítící trpasličí galaxii. Chemické složení této hvězdy je tak chudé na prvky těžší než vodík a helium, že připomíná podmínky panující těsně po vzniku vesmíru.
Také objekty slouží vědcům jako časové kapsle, které uchovávají informace o prostředí z doby před několika miliardami let. Díky extrémně nízké metalicitě můžeš při studiu takové hvězdy nahlédnout do období, kdy se teprve formovaly první generace hvězd. Tento objev potvrzuje, že některé trpasličí galaxie skutečně fungují jako kosmické mrazáky, které po miliardy let uchovávají primitivní hmotu téměř beze změny.
Výzkumný tým publikoval podrobné analýzy v prestižním vědeckém časopise Nature Astronomy. Vědci zdůrazňují, že podobné objevy pomáhají pochopit, jak vypadal raný vesmír a jaké procesy vedly k obohacení mezihvězdného prostoru těžšími prvky.
Kde astronomové objevili hvězdu PicII-503
Objekt dostal označení PicII-503 a nachází se v trpasličí galaxii Pictor II, vzdálené přibližně 149 tisíc světelných let od Země. Jde o takzvanou ultraslabou trpasličí galaxii, což je velmi malý, velmi slabý systém obsahující překvapivě staré hvězdy.
Také galaxie představují pro astronomy ideální terén pro hledání stop nejstarších populací hvězd. Od miliard let zachovávají primitivní hmotu prakticky beze změn, protože v nich probíhala jen minimální tvorba nových hvězd. PicII-503 okamžitě upoutala pozornost badatelů, jakmile vědci přesně změřili její chemické složení.
Tricker II patří mezi galaxie, které obíhají kolem Mléčné dráhy jako satelity. Výzkumníci z univerzit v Austrálii a Spojených státech použili k pozorování spektrografy na velkých dalekohledech v Chile. Měření odhalila extrémně nízké hodnoty kovů v atmosféře hvězdy.
Proč má PicII-503 tak málo těžkých prvků
Největším překvapením se ukázaly hodnoty takzvané metalicity, tedy obsahu prvků těžších než vodík a helium. V astronomii se používá označení kovy pro celou tuto skupinu, bez ohledu na to, zda jde o kyslík, železo nebo vápník.
Hvězda PicII-503 vykazuje tyto extrémní hodnoty:
- Pouze 1/43000 množství železa ve srovnání se Sluncem
- Mimořádně nízký obsah vápníku v atmosféře
- Téměř žádné stopy těžších prvků vytvořených v supernově
- Chemické složení odpovídající raným fázím vesmíru
- Hodnoty metalicity blízké teoretickým modelům prvních hvězd
- Absence prvků vytvořených opakovanými jádernými reakcemi
Prvky těžší než helium vznikají uvnitř hvězd jadernými reakcemi nebo při výbuších supernov. Když hvězda vybuchne, rozmetá tyto prvky do mezihvězdného prostoru a obohacuje tak materiál pro další generace. PicII-503 ale vznikla z hmoty, která prošla jen minimálním obohacením.
Vědci z týmu vysvětlují, že taková hvězda musela vzniknout velmi brzy po Velkém třesku, když ve vesmíru existovalo jen málo těžkých prvků. Každá další generace hvězd obsahuje stále více kovů, protože se formuje z materiálu obohaceného předchozími generacemi.
Jak trpasličí galaxie uchovávají primitivní hvězdy
Ultraslabé trpasličí galaxie fungují jako svého druhu kosmické mrazáky. Obsahují malé množství hmoty a jejich gravitace není dostatečně silná na to, aby udržela plyn vyvržený supernovou. Proto se v nich tvorba nových hvězd velmi rychle zastavila.
Díky tomu můžeš v takových galaxiích najít hvězdy, které vznikly v prvních miliardách let existence vesmíru a od té doby se jejich okolní prostředí téměř nezměnilo. Pictor II představuje typický příklad takového systému s populací velmi starých hvězd.
Badatelé odhadují, že hmota, ze které vznikla PicII-503, byla obohacena pravděpodobně jen jednou jedinou supernovou z úplně první generace hvězd. Takové hvězdy nazývají astronomové populace III a dosud žádnou z nich nepozorovali přímo. PicII-503 tak poskytuje nepřímý důkaz o vlastnostech těchto hypotetických objektů.
Proč je tento objev důležitý pro vědu
PicII-503 se stává jedním z nejextrémnějších příkladů rané generace hvězd známých mimo Mléčnou dráhu. Vědci dosud objevili jen hrstku podobných objektů a většina z nich se nachází v naší vlastní galaxii.
Objev v trpasličí galaxii dokazuje, že ultraslabé satelitní systémy skutečně uchovávají hvězdy s primitivním chemickým složením. Výzkumníci nyní plánují systematicky prohledávat další trpasličí galaxie kolem Mléčné dráhy pomocí moderních spektrografů.
Také pozorování pomohou astronomům lépe pochopit, jak probíhalo obohacování vesmíru těžkými prvky v prvních miliardách let. Každá další hvězda s extrémně nízkou metalicitou upřesňuje modely raného vesmíru a procesů tvorby prvních generací hvězd.
Co přinesou další výzkumy podobných objektů
Tým vědců plánuje pokračovat ve spektroskopických pozorováních dalších hvězd v galaxii Pictor II i v ostatních ultraslabých trpasličích galaxiích. Moderní dalekohledy v Chile a na Havaji umožňují získat detailní spektra i u velmi slabých objektů.
Výzkumníci doufají, že objeví další hvězdy s podobně extrémním chemickým složením. Každý nový objekt poskytne další údaje o podmínkách v raném vesmíru a pomůže ověřit teoretické modely vzniku prvních hvězd. Možná se podaří najít i hvězdy s ještě nižší metalicitou než PicII-503.
Přemýšlíš někdy o tom, jaké tajemství skrývají hvězdy, které svítí už miliardy let a pamatují dobu, kdy vesmír vypadal úplně jinak než dnes?
