Zvětšit obrázek

Kosmické hodiny – schematické znázornění metody určení stáří hvězdy. Kredit – ESO

V současné době je za stáří vesmíru uznávána hodnota 13,7 miliardy let. Astronomové se domnívají, že vůbec první hvězdy ve vesmíru vznikly zhruba 100 miliónů let po Velkém třesku. Jednalo o obrovská hvězdná monstra o hmotnostech stovky či dokonce více našich dnešních Sluncí.Takové hvězdy nemohly žít dlouho a tak jejich hvězdné pouti obvykle končily už po několika stovkách miliónech let v mohutných explozích supernov. Nedávno publikovaná pozorování supernovy odehrávající se v galaxii vzdálené 240 miliónů světelných roků naznačila, že tyto exploze probíhaly trochu jinak než je tomu obvyklé v současné době.

Při explozích prvních supernov byl okolní vesmír obohacen o množství těžších prvků, které se pak staly stavebním materiálem dalších generací hvězd a v konečném důsledku i naší planety a života na ní se vyskytujícího. Byl to právě materiál pocházející z těchto gigantických kosmických kataklyzmat, který umožnil současným astronomům změřit stáří jedné nenápadné hvězdy v naší galaxii.

Jak říká Anna Frebel (University of Texas, Austin, USA), hlavní autorka právě publikovaného článku v Astrophysical Journal: „Je překvapivě těžké určit přesně stáří hvězdy.“ Vyžaduje to velmi přesné měření zastoupení určitých radioaktivních prvků ve hvězdě, což umožňují pouze největší astronomické dalekohledy na světě.

Technika měření je analogická uhlíkaté metodě používané v archeologii. Radioaktivní izotop uhlíku-14 je použitelný pro objekty staré až několik desítek tisíc let. To by samozřejmě v astronomických měřítkách nestačilo a tak se používá jiných radioaktivních prvků s nesrovnatelně delším poločasem rozpadu. Konkrétně v případě hvězdy HE 1523-0901 to byly thorium a uran. Poločas rozpadu uranu-238 činí 4,5 miliardy let, v případě izotopu thoria-232 je to dokonce 14 miliard let. Oba izotopy jsou velmi pravděpodobně pozůstatkem právě první generace hvězd.

Zvětšit obrázek

Spektrum hvězdy s vyznačením přítomnosti uranu. Kredit – ESO

Čtenář by nyní mohl nabýt dojmu, že měření stáří hvězd musí být poměrně snadné. V čem je tady problém? Dejme slovo Norbertu Christliebovi (Uppsala University, Švédsko), spoluautoru publikace: „Ve skutečnosti je měření stáří hvězd omezeno na velmi vzácné objekty, které vykazují velké množství radioaktivních prvků jako thorium nebo uran.“

To naštěstí hvězda HE 1523-0901 splňuje. Velmi kvalitní spektra pořízená prostřednictvím 8,2m dalekohledu VLT Kueyen jim umožnila zastoupení dotyčných izotopů přesně změřit.

Zvětšit obrázek

Umělecká představa exploze rané supernovy, která obohatila vesmír o těžké prvky, z nichž vznikly další hvězdy. Kredit – NASA/CXC/M.Weiss

Takto zaznamenali aktuální stav příslušné hvězdy. Jaké ale bylo zastoupení těchto prvků v minulosti? Na tuto otázku daly odpověď teoretické studie. A pak už byl jenom krůček ke zjištění, že tato nenápadná hvězda je 13,2 miliardy let stará. Vznikla tedy pouhé půl miliardy let po vzniku vesmíru a je nesrovnatelně starší než naše Slunce. Dokonce ani galaxie Mléčná dráha, do které hvězda patří, neměla v té době ještě svůj současný tvar se spirálními rameny.

Určené stáří ve skutečnosti odpovídá přesně době výbuchu supernovy, tedy ne přímo vzniku hvězdy. Nicméně podle autorů studie byla doba mezi touto explozí a vznikem nové hvězdy ve srovnání s jejím současným stářích velmi krátká.

„Hvězda HE 1523-0901 má pravděpodobně hmotnost pouhé 0,8 hmotnosti Slunce a proto mohla přežít až do dnešních dnů,“ říká autorka studie Anna Frebel. V současnosti je ve stádiu rudého veleobra a blíží se konci svého kosmického účinkování. Pravděpodobně to není úplně nejstarší hvězda ve vesmíru, ale s jistotou mezi ty nejstarší patří.

Zdroj:
ESO Press release
Space.Com