Hviezdy odkrývajú tajomstvo mladého vzhľadu

Niektorí ľudia majú dobrú formu ešte aj v 90-ke, zatiaľ čo iní vyzerajú staro už po päťdesiatke. Vieme, že to, ako rýchlo ľudia starnú, je len málo spojené so skutočným vekom – oveľa viac je to dané predovšetkým ich životným štýlom. Nová štúdia vykonaná pomocou 2,2 metrového ďalekohľadu observatória ESO na La Silla a Hubblovho kozmického ďalekohľadu (HST) objavila, že rovnako je to tak aj v prípade hviezdokôp. Guľové hviezdokopy sú sférickým zoskupením desiatok až stoviek tisícov hviezd, v ktorom sú hviezdy navzájom viazané svojou vlastnou gravitáciou. Ako pozostatok raných začiatkov vesmíru, s vekom zhruba medzi 12 až 13 miliardami rokov, sa v našej Galaxii nachádza zhruba 150 guľových hviezdokôp, obsahujúcich mnohé z najstarších hviezd Mliečnej cesty. Napriek tomu, že sa hviezdy a guľové hviezdokopy sformovali vo vzdialenej minulosti, astronómovia pomocou 2.2 metrového ďalekohľadu na La Silla a HST zistili, že jadrá niektorých týchto hviezdokôp vyzerajú mlado. Výskum bol prezentovaný v decembri 2012 v časopise Nature. „Hoci sa všetky tieto hviezdokopy sformovali pred miliardami rokov", povedal Francesco Ferraro (Univerzita v Bologni, Taliansko), vedúci objaviteľského tímu, „uvažovali sme, či môžu niektoré starnúť rýchlejšie než ostatné. Štúdiom rozloženia určitého typu modrých hviezd nachádzajúcich sa vo hviezdokopách sme objavili, že niektoré hviezdokopy sa skutočne počas svojho života vyvíjali oveľa rýchlejšie a my sme našli spôsob, ako merať rýchlosť starnutia." Hviezdokopy sa sformovali počas relatívne krátkej doby. To znamená, že všetky hviezdy, ktoré obsahujú, sú zhruba rovnako staré. Pretože jasné hmotné hviezdy spália svoje nukleárne palivo pomerne rýchlo a guľové hviezdokopy sú veľmi staré, mali by dosiaľ svietiť už len hviezdy menej hmotné. Ako sa ale ukázalo, to nebol tento prípad: za určitých podmienok môže byť hviezde dodaný nový životný impulz; získa dodatočné palivo, ktoré ju oživí a hviezda sa čiastočne opäť zjasní. To sa môže stať, pokiaľ sa jedna z hviezd vzdá materiálu na úkor svojho spolupútnika (t.j. v prípade prenosu hmoty vo dvojhviezde), alebo pokiaľ sa hviezdy zrazia. Takto oživeným hviezdam sa hovorí „modrí oneskorenci" (podľa ich farby a toho, že sa zdanlivo oneskorujú za svojim predpokladaným vývojom) a ich vysoká hmotnosť a svietivosť sú vlastnosti, ktoré sú stredobodom záujmu ich štúdia. Hmotnejšie hviezdy sa s rastúcim vekom hviezdokopy prepadajú viac smerom k jej stredu, v procese podobnému klasickej sedimentácii. Vyššia hmotnosť modrých oneskorencov znamená, že sú týmto procesom výrazne ovplyvnení, zatiaľ čo ich vyššia svietivosť umožňuje ich relatívne ľahšiu detekciu. Pre lepšie pochopenie starnutia hviezdokopy tím vedcov zmapoval oblasť modrých oneskorencov v 21 guľových hviezdokopách nachádzajúcich sa na snímkach z 2,2 metrového ďalekohľadu ESO a Hubblovho ďalekohľadu a z ďalších observatórií. Hubblov ďalekohľad poskytol obraz veľmi hustých centrálnych oblastí hviezdokôp s vysokým rozlíšením, zatiaľ čo pozemské pozorovania zmapovali širšiu oblasť vonkajších, menej hustých častí hviezdokôp. Analýzou pozorovaných údajov našli astronómovia niekoľko mlado vyzerajúcich hviezdokôp, s modrými oneskorencami roztrúsenými v celom objeme hviezdokopy, zatiaľ čo väčšia časť hviezdokôp vykazovala známky starých hviezdokôp s modrými oneskorencami nachádzajúcimi sa v ich stredoch. Tretia skupina prechádzala procesom starnutia, hviezdy v blízkosti ich centier migrovali ako prvé, ale aj hviezdy vo väčších vzdialenostiach sa postupne presúvali smerom k stredu. „Vzhľadom na to, že všetky tieto hviezdokopy sa sformovali zhruba v rovnakom čase, odhaľuje sa nám veľký rozdiel v rýchlostí vývoja medzi jednotlivými hviezdokopami", povedala Barbara Lanzoni (Univerzita v Bologni, Taliansko), spoluautorka štúdie. „V prípade rýchlo starnúcich hviezdokôp si myslíme, že sedimentačný proces sa môže skončiť počas niekoľkých miliónov rokov, zatiaľ čo v prípade pomalšieho starnutia môže doba trvania tohto procesu niekoľkonásobne presiahnuť súčasný vek vesmíru." Ako sa postupne najťažšie hviezdy presúvajú smerom k centru, vo hviezdokope môže prebehnúť jav nazývaný kolaps jadra, pri ktorom sa stred hviezdokopy veľmi zahusťuje. Proces vedúci ku kolapsu jadra je pomerne dobre známy a je závislý predovšetkým od počtu, hustoty a rýchlostí pohybu hviezd. Avšak rýchlosť, akou prebieha, nie je zatiaľ známa. Táto práca poskytuje prvý empirický dôkaz toho, ako sa zdanlivo odlišuje vek guľových hviezdokôp.

RNDr. Zdeněk Komárek