NASA’s Hubble Space Telescope odhalil v ohromujícím detailu tuto malou část rozšiřujících se pozůstatků masivní hvězdy, která explodovala asi před 8 000 lety, nyní nazývaná závojová mlhovina, 17. února 2024. | Fotografický kredit: NASA, ESA a tým Hubble Heritage Team (STSCI/AURA)
Astronomové mohou být blíže k řešení jednoho z nejzajímavějších tajemství ve vědě: Jak se to stalo Pochází voda Ve vesmíru?
Studie zveřejněná v časopise Astronomie přírody 3. března navrhl, že nejstarší hvězdy vesmíru se staly vodovodními vodami, protože jejich jaderné požáry zhasly při masivních explozích zvaných supernovy.
Pokud je toto zjištění uvedeno v dalším výzkumu, budou astronomové muset revidovat současné teorie, aby se zohlednily v potenciálně planetách, které se narodily na život, narodily se miliardy let dříve, než se dříve myslelo.
První hvězdy
Voda je třetí nejhojnější molekula ve vesmíru, po vodíku a oxidu uhelnatá, ale její původ zůstal nejasný.
Před miliardami let existovaly veškerá záležitost a energie jako extrémně malý skvrna v prázdnotě. Tento neuvěřitelně hustý blob explodoval asi před 13,8 miliardami let s velkým třeskem, aby vytvořil známý vesmír.
První hvězdy se narodily jen několik set milionů let po Velkém třesku, v době, kdy všechny viditelné hmoty zahrnovaly prvotní atomy vodíku a helia. Jaderné pece na jádrech těchto raných hvězd byly poháněny vodíkem a jak zářily, zahřívaly okolní mezigalaktický plyn a prach. Stovky milionů let později, když hvězdy došly vodík, aby hořely, vyhodily jako supernovy.
Ale do té doby jejich teplo ionizovalo mezihvězdné médium kolem nich, které připravilo půdu pro tvorbu nových hvězd a trvale spustila cyklus narození hvězd.
Třetí populace
Dlouhověkost hvězdy závisí na její hmotě. Masivní hvězdy umírají rychleji, protože více hmoty znamená více tepla a horší hvězda se stává, čím rychlejší je jeho jaderné palivo vyčerpáno. Teploty milionů stupňů a vysokých hustot uvnitř atomů Hvězdné síly čtyři atomy vodíku se spojují do atomu helia a uvolňují obrovské množství energie. Vědci vypočítali, že 0,7% hmoty je přeměněno na energii, shrnuto Einsteinovou rovnicí hmotnostní energie.
Na základě jejich věku a metalicity (tj. Podíl jakéhokoli jiného prvku než vodíku a helia), astronomové dělí hvězdy do tří skupin. Hvězdy populace, stejně jako Slunce, jsou nejmladší a jsou nejvíce bohaté na kovy, zatímco hvězdy populace II jsou starší a jsou méně kovové.
Nejstarší hvězdy vesmíru tvoří populaci III: Masivní hvězdy složené zcela z vodíku a helia. Tito předchůdci, vědci nové studie se domnívali, byli hvězdnými školkami, kde se v Kosmu musela poprvé objevit voda.
Správné podmínky
Astronomer DH Whalen z University of Portsmouth v Anglii, který vedl novou studii, uvedl, že jeho tým provozoval 3D simulace supernovy populace III a hledal podpisy vody. Zjistili, že podmínky potřebné k vytvoření vody existují přibližně ve stejnou dobu, kdy ti první supernovy osvětlily vesmír: někdy mezi 50 miliony a 1 miliardou let po velkém třesku.
Gigantické hvězdy, stovkykrát masivnější než naše slunce a s krátkým životem, poskytly tyto podmínky, když explodovaly, a ponechaly za za sebou vodík, kyslík a další prvky.
Podle Whalena se kyslík produkoval v těchto supernovách kombinovaný s vodíkem za účelem vytvoření vody, což je zásadní pro vytváření prvků nezbytných pro život (jak to známe).
Nejranější hvězdy však nemohly mít ve vesmíru vyvolávat vodu, než se staly supernovami. „Supernovy musí vyloučit kyslík, který se tvoří pouze v pozdních stádiích jaderného pálení u masivních hvězd, které jsou předurčeny k explozi.“
Voda v kojeneckém vesmíru
Může to chvíli trvat, než astronomové překreslují své teorie na původ vody ve vesmíru. „K vytvoření vody dochází poté, co supernovy vyhodí většinu hvězdného materiálu,“ uvedl v e -mailovém rozhovoru KC Sarkar, docent astronomie a astrofyziky v Ramanově výzkumném ústavu v Bengaluru.
„Astronomové již měli představu, že masivní hvězdy chudé na kovy generovaly hodně kyslíku a že tento kyslík by se později spojil s vodíkem za účelem výroby vody ve vesmíru. Současný papír ukazuje, že generování vody v raných galaxiích může být účinnější než (in) dnešní galaxie.“
Vědci po celá desetiletí věřili, že v raném vesmíru byly přítomny pouze stopy vody a že se stalo běžnějším, když novější, větší hvězdy explodovaly a přinesly více těžších prvků rozvíjejícímu se vesmíru. Nejnovější zjištění však naznačují, že první supernovy samotné produkovaly dostatek vody, aby promočily kojenecký vesmír.
To by znamenalo, že planety, klíčové útočiště pro molekuly vody, by se mohly vytvořit ještě před narozením prvních galaxií a že v mezihvězdných molekulárních mracích mohlo být dostatek vody a dalších prvků, které by mohly být pro zahájení života. Pokud ano, posouvá to časovou osu pro potenciální život, aby se vrátil do vesmíru zpět.
Zůstat nezměněn
Existují obavy, že model používaný výzkumníky University of Portsmouth byl založen na používání nepřímých metod, jako jsou numerické experimenty, ke studiu hvězd populace III. Tyto hvězdy jsou tak vzdálené, že je téměř nemožné je „vidět“ i s nejnáročnějšími dalekohledy.
Whalen však uvedl, že tato výzva neovlivňuje přesnost studie. „Důležité je zachytit, jak se ionizující UV záření z hvězd zahřívá a odjíždí okolní plyn po celý život. Máme ty z modelů hvězdné atmosféry a evoluce, které jsou v terénu dobře zavedeny.“
Zjištění potvrzují předchozí výzkum, který ukázal, že alespoň část země Země byla dodána kometami na začátku historie planety. Potvrzují také, že molekuly vody zůstávají nezměněny od svého mezihvězdného původu, když se dostanou do planet jinde ve vesmíru.
Prakash Chandra je vědecký spisovatel.
Publikováno – 26. března 2025 05:30
