Zdroj obrázka: CfA
Podľa kozmológov mal raný vesmír iba zmes vodíka, hélia a ďalších ľahších prvkov, ale žiadny z týchto živých prvkov nebol potrebný pre život - ako uhlík. Z pôvodných plynov vznikli obrie hviezdy - niektoré boli 200-krát väčšie ako naše Slnko - krátko, často len niekoľko miliónov rokov. Tieto obrovské hviezdy premenili až 50% svojho materiálu na veže, väčšinou železo, a potom prudko explodovali ako supernovy. Teleskop James Webb, ktorý má byť uvedený na trh po roku 2011, bude taký citlivý, že by sa mal pozerať späť a pozerať sa na tieto supernovy.
Raný vesmír bol pustá pustatina vodíka, hélia a nálev lítia, ktorý neobsahoval žiaden z prvkov potrebných pre život, ako ho poznáme. Z týchto prapôvodných plynov sa zrodili obrovské hviezdy 200-krát väčšie ako Slnko a spaľovali svoje palivo takou úžasnou rýchlosťou, že pred výbuchom žili iba asi 3 milióny rokov. Tieto explózie vyvolali ohromné rýchlosti prvky ako uhlík, kyslík a železo. Nové simulácie astrofyzikov Volker Bromm (Harvard-Smithsonianovo centrum pre astrofyziku), Naoki Yoshida (Národné astronomické observatórium Japonska) a Lars Hernquist (CfA) ukazujú, že prvá „najväčšia generácia“ hviezd rozšírila neuveriteľné množstvo takýchto ťažkých prvkov na tisíce svetelných rokov vesmíru, a tým nasadiť vesmír do života.
Tento výskum je uverejnený online na adrese http://arxiv.org/abs/astro-ph/0305333 a bude uverejnený v nadchádzajúcom vydaní The Astrophysical Journal Letters.
"Boli sme prekvapení, aké násilné boli prvé výbuchy supernovy," hovorí Bromm. "Vesmír, ktorý bol v pôvodnom stave pokoja, sa rýchlo a nezvratne zmenil kolosálnym vstupom energie a ťažkých prvkov, čím sa pripravil pôda pre dlhý vesmírny vývoj, ktorý nakoniec viedol k životu a inteligentným bytostiam ako sme my."
Približne 200 miliónov rokov po Veľkom tresku prešiel vesmír dramatickým výbuchom formácie hviezd. Tieto prvé hviezdy boli masívne a rýchlo horiace, rýchlo spájali svoje vodíkové palivo do ťažších prvkov ako uhlík a kyslík. Hviezdy, ktoré zúfali túžili po energii, spálili uhlík a kyslík, aby vytvorili ťažšie a ťažšie prvky, až kým železo nedosiahne koniec línie. Pretože železo nemožno spájať, aby vytváralo energiu, prvé hviezdy potom explodovali ako supernovy, ktoré odpálili prvky, ktoré vytvorili, do vesmíru.
Každá z týchto prvých obrovských hviezd premenala asi polovicu svojej hmoty na ťažké prvky, väčšinou na železo. Výsledkom bolo, že každá supernova vrhla do medzihviezdneho média až 100 solárnych hmôt železa. Hviezdy smrti každej hviezdy sa pridali k medzihviezdnej odmene. Preto bol vesmír v pozoruhodne mladom veku 275 miliónov rokov v podstate naočkovaný kovmi.
Tento proces očkovania bol podporený štruktúrou detského vesmíru, kde malé protogalaxie menšie ako milióntina hmotnosti Mliečnej dráhy sa napchali ako ľudia na preplnenom voze metra. Malé veľkosti a vzdialenosti medzi týmito protogalaxiami umožnili jednotlivej supernove rýchlo nasadiť významný objem priestoru.
Simulácie superpočítačov od Bromma, Yoshidy a Hernquista ukázali, že naj energetickejšie výbuchy supernovy vyslali rázové vlny, ktoré odhadzovali ťažké prvky až do vzdialenosti 3 000 svetelných rokov. Tieto rázové vlny prehnali obrovské množstvo plynu do intergalaktického priestoru, zanechali za sebou horúce „bubliny“ a spustili nové kolá formovania hviezd.
Expertka Supernovy Robert Kirshner (CfA) hovorí: „Dnes je to fascinujúca teória založená na našom najlepšom porozumení toho, ako fungovali prvé hviezdy. Keď postavíme vesmírny teleskop Jamesa Webba, nástupcu Hubbleovho vesmírneho teleskopu, mali by sme byť schopní vidieť tieto prvé supernovy a vyskúšať Volkerove nápady. Zostaňte naladení!"
Lars Hernquist poznamenáva, že druhá generácia hviezd obsahovala ťažké prvky prvej generácie - semená, z ktorých by mohli vyrastať skalnaté planéty ako Zem. „Bez tohto prvého,„ najväčšej generácie “hviezd by náš svet neexistoval.“
Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku so sídlom v Cambridge v štáte Massachusetts je spoločná spolupráca medzi Smithsonovským astrofyzikálnym observatóriom a observatóriom Harvard College. Vedci CfA, rozdelení do šiestich výskumných divízií, študujú pôvod, vývoj a konečný osud vesmíru.
Pôvodný zdroj: CfA News Release
