Teleskop Jamese Webba právě odhalil důležitá data o počátcích vesmíru. Hovoříme o „kosmických továrnách“, které naplnily raný vesmír hvězdným prachem. Tento prach se stal výchozím materiálem pro vše, co dnes vidíme: nové hvězdy, velké galaxie i nás samých.
Ale buďme realističtí: přímé pozorování těchto starověkých galaxií je extrémně obtížné. Webb je opravdu mocný nástroj, on je vidí. Získání podrobných podrobností však zůstává výzvou.
Tým za tímto objevem tedy udělal to, co chytří vědci v takových případech obvykle dělají: našli řešení.
Místo aby hledali jehlu v kupce sena v hlubinách vesmíru, hledali blíž k domovu. Studovali Sextans A, trpasličí galaxii vzdálenou pouhých 4,6 milionů světelných let. Je moderní, blízký a „oblečený“ do chemických vlastností charakteristických pro první galaxie vesmíru, jako oblek podle poslední módy.
“Přímé studium galaxií, které obývaly raný vesmír, zůstává velmi obtížné,” vysvětlil vedoucí týmu Claudio Gavetti z INAF. “Pozorování blízké galaxie, jako je Sextans A, nám nabízí cennou příležitost.”
Proč je sextance A důležitá
Pojďme zpět. Raný vesmír byl chemicky „nudný“. Většinou vodík a nějaké helium. A jen malinká špetka těžších prvků. Astronomové jim říkají „kovy“.
První hvězdy – hvězdy populace III – se zrodily z této jednotné směsi. Byli chudí na kovy, ale nezaháleli. Syntetizovali vodík a helium a vytvořili těžké prvky. Když tyto hvězdy zemřely, explodovaly a rozptýlily kovy po mezihvězdném prostředí.
Nová generace: Populační hvězdy II. Tyto předměty zdědily nahromaděné bohatství; kovy již byly přítomny v jejich složení. Naše Slunce je hvězdou Populace I, ještě bohatší na kovy. Ale ne všechny galaxie dokázaly „přijmout informace“. Trpasličí galaxie jako Sextance A zůstaly chudé. Sextance A obsahuje pouze 1 % až 7 % kovů nalezených ve Slunci.
Toto je kapsle v reálném čase. Zástupný objekt pro galaxie chudé na kov, které vytvořily náš vesmír.
Odhalení tajemství továren na prach
Gavetti a jeho kolegové nasměrovali přístroje NIRCam a MIRI teleskopu Webb na Sextance A. Byla získána velmi podrobná pozorování. Tým zmapoval celou hvězdnou populaci se zaměřením konkrétně na konkrétní fázi životního cyklu hvězdy – asymptotickou obří větev.
Zde je návod, jak to funguje. Hvězdy hmotnější než Slunce vyčerpávají svá heliová jádra. Tvoří inertní uhlíkové srdce. Termonukleární fúze pokračuje v obalech venku, střídají se vrstvy hélia a spalování vodíku.
Hvězda se nafukuje. Jeho jas se prudce zvýší – asi tisíckrát.
Co vědci objevili?
Přibližně 90 % těchto asymptotických červených obrů nemělo prachové obálky. Byli nazí. Ale asi 20 z nich bylo ukryto v tlustých prachových krytech. Takže to byly skutečné továrny.
Vznikly před 2 až 3 miliardami let a pocházely z hvězd o hmotnosti 1,5 násobku hmotnosti Slunce.
Větší obrázek
Nejde jen o Sextance A. Jde o kontinuitu generací. Tato studie vrhá světlo na to, které hvězdy v raném vesmíru pravděpodobně zasadily prachová mračna, která obohatila budoucí hvězdy.
Dáváme dohromady obrázek toho, jak se vesmír vyvinul z ponuré směsi vodíku do strukturovaného, na kovy bohatého kosmického prostředí, ve kterém dnes žijeme.
Úroveň detailů, která byla dříve nemožná, je nyní pro astronomy jako běžné úterý.
Otázky však zůstávají otevřené. Kolik dalších Sextance A číhá ve tmě? Měl vesmír štěstí s touto konkrétní trpasličí galaxií, která nám slouží jako zrcadlo? Možná to nikdy nebudeme vědět jistě. Ale máme začátek.
