Teleskop Jamese Webba objevil chemické podpisy největších hvězd ve vesmíru

Vesmírný dalekohled Jamese Webba pomohl astronomům objevit první chemické podpisy supermasivních hvězd, „nebeských monster“, které v raném vesmíru hořely jasností milionů sluncí.

Až dosud měly největší pozorované hvězdy hmotnost asi 300krát větší než naše Slunce. Odhaduje se však, že supermasivní hvězda popsaná v nové studii má hmotnost mezi 5 000 a 10 000 sluncí.

Tým evropských výzkumníků stojících za studií již dříve teoretizoval o existenci supermasivních hvězd v roce 2018 ve snaze vysvětlit jednu z největších záhad astronomie. Po celá desetiletí byli astronomové zmateni obrovskou rozmanitostí složení různých hvězd shromážděných v takzvaných kulových hvězdokupách.

Tyto hvězdokupy, většinou velmi staré, mohou obsahovat miliony hvězd na relativně malém prostoru. Pokroky v astronomii odhalily rostoucí počet kulových hvězdokup, které jsou považovány za chybějící článek mezi prvními hvězdami vesmíru a prvními galaxiemi.

Naše galaxie Mléčná dráha, která má více než 100 miliard hvězd, má asi 180 kulových hvězdokup. Otázkou ale zůstává: Proč mají hvězdy v těchto hvězdokupách takovou rozmanitost chemických prvků, přestože se pravděpodobně všechny zrodily přibližně ve stejnou dobu, ze stejného oblaku plynu?

Mnoho hvězd obsahuje prvky, které k výrobě vyžadují obrovské množství tepla, jako je hliník, který vyžaduje teploty až 70 milionů stupňů Celsia. To je daleko nad teplotou, kterou mají hvězdy dosahovat ve svých jádrech, kolem 15-20 milionů stupňů Celsia, což je teplota podobná teplotě Slunce.

Vědci tedy navrhli možné řešení: supermasivní hvězda, která explodovala, chrlí chemické „znečištění“. Naznačují, že tyto hmotné hvězdy se rodí následnými srážkami v těsně nahromaděných kulových hvězdokupách. Corinne Charbonnelová, astrofyzička na univerzitě v Ženevě a hlavní autorka studie, řekla agentuře AFP, že „něco jako zárodečná hvězda pohltí stále více hvězd“.

Nakonec se stane „jako obrovský jaderný reaktor, nepřetržitě napájený hmotou, která jí odhodí velké množství,“ dodala. Toto vyvržené "znečištění" bude zase živit mladé formující se hvězdy a tím jim poskytne větší rozmanitost chemikálií, čím blíže jsou k supermasivní hvězdě, dodala. Ale tým stále potřebuje pozorování, aby potvrdil svou teorii.

Našli je v galaxii GN-z11, která je vzdálená více než 13 miliard světelných let – světlo, které z ní vidíme, se objevilo jen 440 milionů let po velkém třesku. V roce 2015 ji objevil Hubbleův vesmírný dalekohled a donedávna držela rekord nejstarší pozorované galaxie.

To z něj učinilo zřejmý hlavní cíl pro Hubbleova nástupce ve funkci nejvýkonnějšího vesmírného dalekohledu Jamese Webba, který loni začal zveřejňovat svá první pozorování. Webb nabídl dvě nová vodítka: neuvěřitelnou hustotu hvězd v kulových hvězdokupách a hlavně přítomnost velkého množství dusíku.

Tvorba dusíku vyžaduje skutečně extrémní teploty, o kterých se vědci domnívají, že je může vytvořit pouze supermasivní hvězda. "Díky údajům shromážděným vesmírným teleskopem Jamese Webba jsme přesvědčeni, že jsme našli první vodítko k existenci těchto mimořádných hvězd," uvedl Charbonnel v prohlášení a také hvězdy nazval "nebeskými monstry."

Pokud dříve byla teorie týmu „jakousi stopou naší supermasivní hvězdy, pak je to jako najít kost,“ řekl Charbonnel. "Přemýšlíme o hlavě šelmy, která za tím vším stojí," dodala.

Je ale malá naděje, že někdy budeme moci tuto šelmu přímo pozorovat. Podle vědců je životnost supermasivních hvězd jen asi dva miliony let – což je okamžik v kosmickém časovém měřítku.

Nicméně mají podezření, že kulové hvězdokupy existovaly asi před dvěma miliardami let, a mohou ještě najít další stopy supermasivních hvězd, které mohly kdysi obsahovat.

Přečtěte si také:

• Soukromá společnost plánuje oživit vesmírný dalekohled NASA Spitzer
• Teleskop Jamese Webba objevil vodu kolem komety v pásu asteroidů