Hviezda, ktorá by nemala existovať

Tím európskych astronómov použil ďalekohľad VLT (Very Large Telesscope na Cerro Paranal v Čile), aby v našej Galaxii vystopoval typ hviezdy, o ktorom si mnohí mysleli, že nemôže existovať. Vedci objavili, že táto hviezda je zložená takmer výhradne z vodíka a hélia, a že obsahuje len veľmi malé množstvo ťažších chemických prvkov. Vďaka tomuto záhadnému zloženiu hviezda spadá do „zakázanej zóny“' všeobecne uznávanej teórie hviezdneho vývoja, čo predovšetkým znamená, že by vôbec nemala existovať. Výsledky boli publikované 1. septembra 2011 v prestížnom odbornom časopise Nature. Jedna slabá hviezda v súhvezdí Leva (lat. Leo) s katalógovým označením SDSS J102915+172927 je hviezdou s doposiaľ najnižším známym obsahom prvkov ťažších než hélium, ktoré astronómovia označujú ako „kovy“. Jej hmotnosť je v porovnaní so Slnkom menšia a hviezda je pravdepodobne staršia než 13 miliárd rokov (pre porovnanie: vek Slnka je 4,6 miliardy rokov). „Zo všeobecne uznávanej teórie hviezdneho vývoja vyplýva, že hviezdy s malou hmotnosťou a extrémne nízkym obsahom kovov by nemali existovať, pretože zárodočný oblak, z ktorého by sa taká hviezda mala sformovať, by nikdy nemohol skondenzovať,“ hovorí Elisabetta Caffau (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Nemecko a Observatoire de Paris, Francie), hlavná autorka článku. „Bolo veľmi prekvapivé objaviť hviezdu v tejto zakázanej zóne. Znamená to, že bude nutné modifikovať niektoré z modelov vzniku hviezd.“ Vedci skúmali vlastnosti SDSS J102915+172927 pomocou ďalekohľadu VLT v spojení s prístrojmi X-shooter a UVES, ktoré im umožnili odmerať obsah rôznych chemických prvkov. Ukázalo sa, že obsah „kovov“ je v tejto hviezde asi 20 000krát nižší než v Slnku. „Hviezda je veľmi slabá a tak extrémne chudobná na „kovy“', že jediný prvok ťažší než hélium, ktorý sme boli schopní zaregistrovať pri prvom pozorovaní, bol vápnik,“ hovorí vedúci projektu Piercarlo Bonifacio (Observatoire de Paris, Francie). „Aby sme mohli svetlo hviezdy skúmať podrobnejšie s použitím dlhšieho expozičného času a mohli sa pokúsiť nájsť ďalšie kovy, museli sme u generálneho riaditeľa ESO požiadať o pridelenie dodatočného pozorovacieho času.“ Kozmológovia sa domnievajú, že najľahšie chemické prvky – vodík a hélium (spoločne s malým množstvom lítia) – vznikli krátko po Veľkom tresku. Takmer všetky ťažšie prvky boli vytvorené až vo hviezdach pri termonukleárnych reakciách v ich jadrách. Explózie supernov potom rozptýlili túto hmotu do okolitého priestoru a tým obohatili medzihviezdny materiál o „kovy“. Nové hviezdy sa teda formujú z plynu obohateného o ťažšie prvky, a preto majú vyšší obsah „kovov“ než staré hviezdy. Obsah kovov vo hviezde nám teda dáva dobrú predstavu o jej veku. „Hviezda, ktorú sme študovali, je extrémne chudobná na kovy, a teda aj veľmi stará. Dokonca môže byť jednou z najstarších dosiaľ nájdených hviezd,“ dodáva Lorenzo Monaco (ESO, Chile), jeden z členov tímu. Vo hviezde SDSS J102915+172927 je však tiež prekvapivý nedostatok lítia. Takáto stará hviezda by mala mať zloženie podobné, ako mal vesmír krátko po Veľkom tresku. Mala by teda okrem vodíka a hélia obsahovať len malé množstvo niekoľkých prvkov ťažších než hélium. Vedci však odhalili, že obsah lítia v tejto hviezde je prinajmenšom 50krát nižší, než sa predpokladá u primitívneho materiálu vzniknutého pri Veľkom tresku. „Ako hviezda prišla o lítium, ktoré malo vzniknúť pri Veľkom tresku, je záhada,“ dodáva Piercarlo Bonifacio. Vedci zároveň upozornili na to, že táto podivná hviezda pravdepodobne nie je jedinou svojho druhu. „Podarilo sa nám identifikovať niekoľko ďalších kandidátov na hviezdy, ktoré by mohli mať podobný, alebo dokonca nižší obsah „kovov“', než má SDSS J102915+172927. Plánujeme ich teraz pozorovať opäť pomocou VLT, aby sme odhalili, či to tak naozaj je,“ uzatvára Elisabetta Caffau.

RNDr. Zdeněk Komárek