Sciencemag.cz
Doporučujeme
„Nalezli jsme asi o 30 % více hvězd s hmotností převyšující 30 Sluncí, než jsme očekávali, a asi o 70 % více hvězd 60krát hmotnějších než Slunce.“
Astronomové pracující s radioteleskopem ALMA a dalekohledem ESO/VLT objevili, že galaxie s intenzivní tvorbou hvězd v mladém vesmíru i jedna oblast s aktivní tvorbou hvězd v nedaleké galaxii obsahují mnohem větší podíl hmotných stálic, než je běžné v poklidnějších galaxiích. Tyto výsledky představují výzvu pro současné představy o vývoji galaxií a mění náš pohled na historii formování hvězd i tvorbu chemických prvků ve vesmíru.
Astronom Zhi-Yu Zhang (University of Edinburgh) vedl mezinárodní tým vědců, který využil radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ke zkoumání vzdáleného vesmíru. Výzkumníci se zaměřili na vlastnosti hmotných hvězd ve čtveřici na prach bohatých galaxiích s intenzivní tvorbou hvězd (starburst galaxies) [1]. Tyto galaxie pozorujeme tak, jak vypadaly v době, kdy byl vesmír mnohem mladší než dnes. Proto se předpokládá, že je nepravděpodobné, aby v takto mladých galaxiích proběhlo mnoho epizod formování hvězd, což by jinak mohlo významně ovlivnit získané výsledky.
Zhi-Yu Zhang a jeho tým vyvinuli novou techniku – analogickou radiokarbonové metodě datování (radiocarbon dating) – měření poměrného zastoupení dvou různých variant molekuly oxidu uhelnatého (obsahujících různé izotopy) ve čtveřici velmi vzdálených prachem zahalených galaxiích [2], [3].
„Izotopy uhlíku a kyslíku mají rozdílný původ,“ vysvětluje Zhi-Yu Zhang. „Kyslík 18O vzniká ve větším množství ve hmotných hvězdách, zatímco uhlík 13C vyrábějí dominantně malé a střední hvězdy.“ Díky této nové metodě byli členové týmu schopni nahlédnout skrz prach v těchto galaxiích a poprvé odhadnout hmotnosti hvězd, které se zde vyskytují.
Hmotnost hvězdy je nejdůležitějším faktorem, který ovlivňuje její vývoj. Hmotné hvězdy září velmi jasně, ale mají krátký život. Méně hmotné hvězdy, jako je například Slunce, září méně, zato ale po miliardy let. Znalost poměrného zastoupení hvězd různých hmotností vznikajících v galaxiích rozšiřuje naše chápání vzniku a vývoje galaxií během historie vesmíru. Kromě toho nám poskytuje zásadní informaci o chemických prvcích, které jsou k dispozici při vzniku nových hvězd a planet, nebo také o počtu hvězdných černých děr, které mohou následně splynout a vytvořit superhmotné galaktické černé díry, jaké pozorujeme v jádrech řady dnešních galaxií.
Donatella Romano (INAF-Astrophysics and Space Science Observatory in Bologna), spoluautorka článku, vysvětluje, co se týmu podařilo objevit: „Poměr kyslíku 18O k uhlíku 13C byl asi 10krát vyšší v mladých galaxiích s mimořádně intenzivní hvězdotvorbou, než je v současných galaxiích podobných té naší. To znamená, že galaxie s intenzivními procesy formování nových stálic obsahují mnohem vyšší podíl hmotných hvězd.“
Objev učiněný na základě dat z observatoře ALMA podporují i další nové poznatky získané tentokrát v našem blízkém kosmickém okolí. Tým astronomů pod vedením Fabiana Schneidera (University of Oxford, UK) prováděl pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) spektroskopická měření 800 hvězd v obří hvězdné porodnici známé pod označením 30 Doradus, která se nachází ve Velkém Magellanově oblaku (Large Magellanic Cloud). I zde se vědci snažili zkoumat poměrné zastoupení hvězd různého stáří a hmotnosti [4].
Fabian Schneider vysvětluje: „Nalezli jsme asi o 30 % více hvězd s hmotností převyšující 30 Sluncí, než jsme očekávali, a asi o 70 % více hvězd 60krát hmotnějších než Slunce. Naše výsledky tak zpochybňují dříve předpovězený limit počáteční hmotnosti hvězdy, který byl stanoven na asi 150 Sluncí, a naopak naznačují, že ty největší hvězdy by mohly na počátku svého vývoje hmotností převyšovat Slunce až 300krát!“
Rob Ivison, spoluautor článku popisujícího výzkum pomocí ALMA, dodává: „Tyto výsledky nás přivádějí k otázce, zda skutečně rozumíme historii vesmíru. Astronomové vytvářející vývojové modely musí nyní začít znovu a vzít v úvahu i tyto komplikace.“
Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí
Poznámky
[1] Galaxie s překotnou hvězdotvorbou (starburst galaxies) jsou galaxie, které procházejí obdobím mimořádně intenzivních procesů formování hvězd. Rychlost, s jakou se zde hvězdy tvoří, může v tomto období 100krát i vícekrát převyšovat rychlost, s jakou se tvoří hvězdy v naší Galaxii. Hmotné hvězdy v těchto galaxiích produkují intenzivní ionizující záření (ionising radiation) a proudí od nich značné množství hmoty, dochází zde také k častým explozím supernov (supernova explosions). Všechny tyto procesy významně ovlivňují dynamický i chemický vývoj prostředí v blízkém okolí. Studium hmotnostního rozdělení hvězd v těchto galaxiích nám může poskytnout cenné informace o vývoji těchto galaxií a také o vývoji vesmíru jako takového.
