Zdroj obrázku: CfA
Podle kosmologů měl raný vesmír pouze směs vodíku, hélia a dalších lehčích prvků, ale žádný z těch žhavicích prvků nevyžadoval život - jako uhlík. Z původních plynů vznikaly obří hvězdy - některé byly 200krát větší než naše Slunce - a žily krátce, často jen několik milionů let. Tyto obří hvězdy přeměňovaly až 50% svého materiálu na větrné prvky, většinou železo, než prudce explodovaly jako supernovy. Dalekohled James Webb, který má být uveden na trh po roce 2011, bude tak citlivý, že by měl být schopen se ohlédnout a sledovat, jak se tyto supernovy dějí.
Raný vesmír byl pustá pustina z vodíku, hélia a doteku lithia, neobsahující žádný z prvků nezbytných pro život, jak jej známe. Z těchto prapůvodních plynů se zrodily obří hvězdy 200krát hmotnější než Slunce, které spálily své palivo tak úžasnou rychlostí, že před výbuchem žily jen asi 3 miliony let. Tyto exploze přivedly do prázdnoty ohromné rychlosti prvky jako uhlík, kyslík a železo. Nové simulace astrofyziků Volker Bromm (Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku), Naoki Yoshida (Národní astronomická observatoř Japonska) a Lars Hernquist (CfA) ukazují, že první „největší generace“ hvězd šíří neuvěřitelná množství takových těžkých prvků po tisících světelných let vesmíru, čímž nasadí vesmír vesmírem života.
Tento výzkum je zveřejněn online na adrese http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 a bude zveřejněn v nadcházejícím vydání časopisu The Astrophysical Journal Letters.
"Byli jsme překvapeni, jak násilné byly první výbuchy supernovy," říká Bromm. "Vesmír, který byl v nedotčeném stavu klidu, byl rychle a nezvratně proměněn kolosálním vstupem energie a těžkých prvků, čímž se připravilo půdu pro dlouhý vesmírný vývoj, který nakonec vedl k životu a inteligentním bytostem jako jsme my."
Přibližně 200 milionů let po Velkém třesku prošel vesmír dramatickým výbuchem hvězdných formací. Ty první hvězdy byly masivní a rychle hořící, rychle roztavily své vodíkové palivo do těžších prvků, jako je uhlík a kyslík. Když hvězdy dosáhly konce svého života, zoufale touží po energii, spálily uhlík a kyslík, aby vytvořily těžší a těžší prvky, dokud nedosáhnou konce linie železem. Protože železo nemůže být roztaveno, aby vytvořilo energii, první hvězdy poté explodovaly jako supernovy a odstřelily prvky, které vytvořily do vesmíru.
Každá z těchto prvních obřích hvězd přeměnila asi polovinu své hmoty na těžké prvky, většinou na železo. Výsledkem je, že každá supernova vrhla do mezihvězdného média až 100 solárních hmot železa. Hvězdy smrti každé hvězdy se přidaly k mezihvězdné odměně. Proto byl v pozoruhodně mladém věku 275 milionů let vesmír v podstatě naočkován kovy.
Tento proces nasazení byl podporován strukturou kojeneckého vesmíru, kde malé protogalaxie menší než miliontina masy Mléčné dráhy se napěchovaly jako lidé na přeplněné podzemní auto. Malé velikosti a vzdálenosti mezi těmito protogalaxiemi umožnily individuální supernovy rychle nasadit významný objem prostoru.
Simulace superpočítačů Bromma, Yoshidy a Hernquisty ukázaly, že nejenergičtější exploze supernovy vyslaly rázové vlny, které odhazovaly těžké prvky až do vzdálenosti 3 000 světelných let. Tyto rázové vlny zametly obrovské množství plynu do mezigalaktického prostoru, zanechaly za sebou horké „bubliny“ a spustily nová kola formování hvězd.
Expertka Supernovy Robert Kirshner (CfA) říká: „Dnes je to fascinující teorie založená na našem nejlepším pochopení toho, jak první hvězdy fungovaly. Když za pár let budujeme kosmický dalekohled James Webb, nástupce Hubbleovho vesmírného dalekohledu, měli bychom být schopni vidět tyto první supernovy a vyzkoušet Volkerovy nápady. Zůstaňte naladěni! “
Lars Hernquist poznamenává, že druhá generace hvězd obsahovala těžké prvky první generace - semena, z nichž by mohly růst skalnaté planety, jako je Země. "Bez této první" největší generace "hvězd by náš svět neexistoval."
Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku se sídlem v Cambridge, Massachusetts, je společnou spoluprací mezi Smithsonianskou astrofyzikální observatoří a Harvard College Observatory. Vědci CfA, organizovaní do šesti výzkumných divizí, studují původ, vývoj a konečný osud vesmíru.
Původní zdroj: CfA News Release
