Radioteleskop objevil hvězdný prach z doby mládí vesmíru

Radioteleskop ALMA spoluprovozuje Evropská jižní observatoř (ESO), jejímž členem je i Česká republika. ESO o úspěchu z této středy informovala v tiskové zprávě.

Tým vedený Nicolasem Laportem z University College London využil radioteleskop ke sledování objektů s katalogovým označením A2744_YD4, což je nejmladší a nejvzdálenější galaxie, jakou dosud vědci pozorovali.

Vědcům se podařilo odhalit, že galaxie obsahuje značné množství mezihvězdného prachu, tedy částic, které vznikly v závěrečném stádiu vývoje hvězd.

Následná pozorování potvrdila enormní vzdálenost sledované galaxie. Vidíme ji tak, jak vypadala, když byl vesmír pouze 600 miliónů let starý. V období, kdy vznikaly první hvězdy a galaxie, jak uvádí ESO.

„A2744_YD4 není jen nejvzdálenější galaxií, jakou jsme s pomocí ALMA pozorovali. Objev takového množství prachu dokazuje, že prostor galaxie vyplňuje materiál vyvržený během prvních explozí supernov, čili konce života hmotných hvězd,“ řekl Laporte.

Kosmický prach obsahuje především křemík, uhlík a hliník. Vyskytuje se v zrnech o průměru milióntiny centimetru. Chemické prvky v těchto částicích vznikly v nitrech hvězd, do okolního vesmíru se rozptýlily v závěrečné fázi vývoje hvězd.

V současnosti se prach vyskytuje ve vesmíru ve značném množství, představuje klíčovou složku při vzniku dalších hvězd, planet a komplexních molekul. V počátečních fázích vývoje vesmíru, tedy před zánikem hvězd první generace, ho však bylo málo.

Zaznamenání této na prach bohaté galaxie šlo díky její geometrické poloze. Nachází se za hmotnou kupou galaxií Abell 2744. Díky jevu jménem gravitační čočka funguje kupa jako kosmický dalekohled, který způsobuje zdánlivé zvětšení obrazu galaxie asi 1,8krát.

Podle Evropské jižní observatoře poskytuje detekce prachu v mladém vesmíru nové informace o tom, kdy docházelo k prvním explozím supernov a tedy o období, kdy první hvězdy začaly ozařovat dosud temný vesmír.

Vědci se domnívají, že galaxie obsahuje množství prachu odpovídající šesti miliónům hmot Slunce. Celková hmotnost galaxie má být jako dvě 2 miliardy Sluncí. Hvězdy se tam navíc tvoří dvacetkrát rychleji než „u nás“.

„Taková rychlost není nijak neobvyklá, ale ukazuje, jak rychle se prach v A2744_YD4 vytvořil,“ vysvětlil Richard Ellis z ESO. „Pozoruhodné je, že k tomu bylo potřeba pouze 200 miliónů let. Tudíž tuto galaxii pozorujeme krátce po jejím vzniku.“

To znamená, že období významné hvězdotvorby začalo přibližně 200 miliónů let před fází vývoje, v jaké galaxii dnes pozorujeme. To přináší pro radioteleskop ALMA příležitost pomoci při studiu období, kdy se v galaxiích zažehly první hvězdy, tedy nejstarší dosud pozorované epochy vývoje vesmíru.

Také Slunce, planeta Země a samotná existence lidstva je produktem první generace hvězd. Studiem jejich formování, života a zániku tak zkoumáme vlastní kořeny.

Pozorování odhalila u galaxie také vyzařování ionizovaného kyslíku. Jedná se o nejvzdálenější a tedy nejranější objekt ve vesmíru, u kterého se kyslík podařilo detekovat.

Přední český astrofyzik Jan Palouš z Astronomického ústavu Akademie věd ČR k tomu pro Novinky doplnil, že bychom právě rádi věděli, kde se ve vesmíru vzaly prvky jako kyslík, uhlík nebo dusík. „Nepocházejí z Velkého třesku či z doby předtím, než existovaly hvězdy,“ upozornil Palouš.

Vodík, hélium a části lithia vznikly podle něj při Velkém třesku či ve fázích po něm. „Všechny ostatní prvky se vytvořily ve hvězdách,“ zdůraznil.

Vesmírný prach se skládá z těžkých prvků - uhlíku, kyslíku a dalších. Pozorování prachu ještě předtím, než existovaly hvězdy podobné našim, považuje za první nepřímý důkaz, že v raném vesmíru existovaly první hvězdy.

Dané hvězdy dle jeho slov velmi rychle vyprodukovaly prvky, ze kterých je vytvořen prach.

„Jedná se o pozorování, která se týkají první miliardy let existence vesmíru. To znamená v dobách, kdy mezi 300 tisíci lety a jednou miliardou let stáří vesmíru vznikaly první hvězdy,“ uzavřel.