Astronomové na stopě Svatého grálu

Simulační snímek vzdálené supernovy v mladé galaxii Foto: Swinburne University of Technology

Astronomům se podařilo objevit nejvzdálenější supernovu. Její chemické složení odpovídá nejranějším hvězdám ve vesmíru.

Australští astronomové ze Swinburne University of Technology v Melbourne přišli s neobvyklým a dosti vzácným objevem. Pomocí dvojice Keckových dalekohledů na Havaji detekovali světlo dvou supernov vzácného typu, které explodovaly v raném vesmíru. Hvězdy byly asi 200x hmotnější jak naše Slunce a při explozích u nich došlo k procesu přeměny fotonů na elektron-pozitronové páry. Astronomové jsou přesvědčeni, že zejména u vzdálenějšího z případů detekovali světlo jedné z prvních supernov ve vesmíru vůbec. 

Keckovy dalekohledy na vrcholu Mauna Kea na Havaji Foto:  Keck

Neobvyklé spektrum
Vzdálenosti takto jasných a dalekých objektů měří astronomové z jejich spektra. Už pomocí základních teoretických výpočtů, se kterými poprvé přišel na počátku minulého století americký astronom Edwin Hubble, lze změřit rychlost vzdalování objektů od nás a odhadnout jejich vzdálenost. Metoda měření tzv. rCro Leonardoudého posuvu, při němž je spektrum vzdálenějšího objektu posunuto více k červené oblasti, pomohla astronomům určit, že světlo z objevené supernovy putovalo k Zemi více jak 10 miliard let. Tehdy byl vesmír čtyřikrát mladší a skládal se vesměs jen ze základních prvků jako vodík a helium. 

Hvězdné továrny
První hvězdy byly tvořeny jen vodíkem a heliem, což byly jediné prvky v tehdejším vesmíru. Při pohledu do periodické tabulky je hned jasné proč – jsou nejlehčí a tvořené nejmenším množstvím elementárních částic. Těžší prvky jako uhlík, kyslík nebo křemík postupně vznikaly při hoření v jádrech hvězd. Ještě těžší prvky – až k železu – vznikají při zhroucení hmotné hvězdy a následných reakcích vedoucích k supernově. Supernova je proto jakási vesmírná továrna s okamžitým výprodejem zboží a vždy byla jedním ze základních způsobů obohacování vesmíru těžšími prvky. 

Představa prvních hvězd ve vesmíru Foto:  NASA

Na začátku se spěchalo
Některé supernovy z období raného vesmíru byly nesmírně jasné – desetkrát až stokrát jasnější než současné supernovy. To proto, že první hvězdy byly často velmi hmotné. U hvězdy přitom platí pravidlo, že čím je hmotnější, tím je svítivější a tím rychleji také stárne. Na začátku vesmíru si hvězda na současné poměry moc života neužila. Velmi rychle nechala vyhořet své palivo a při patřičné hmotnosti vybuchla jako supernova a tím své okolí nasytila novými těžšími prvky. Tento materiál pak sloužil k tvorbě dalších hvězdných generací, hvězdokup a pak i složitějších struktur, jako jsou galaxie a jejich kupy. 

Vesmírný Svatý grál
Objev doposud nejvzdálenější supernovy je pro vědce velmi důležitý. Přiblížil je opět o nemalý krok k počátku vesmíru. Vzdálená supernova totiž ve svém světle nese nesmazatelnou informaci o svém chemickém složení, a tudíž z něho lze poměrně věrohodně přečíst, z čeho byl vesmír v těchto dobách složen. S nadsázkou vědcům vlastní se jedná o jakousi stopu ke kosmickému Svatému grálu, za který se považují první hvězdy ve vesmíru. Víme, že nemůžeme vidět příliš blízko k velkému třesku, neboť světlo v té době nebylo vesmírnou hmotou asi 400 000 let propuštěno. Jak ale vypadal vesmír necelý půl milión let po velkém třesku, můžeme pomocí podobných vzácných objevů poměrně dobře spočítat.