Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Astronomové objevili vzdálené oblaky plynu s pozůstatky prvních hvězd
Jiří Srba Vytisknout článek

Astronomové objevili vzdálené oblaky plynu s pozůstatky prvních hvězd

Chemické prvky ve vzdáleném oblaku plynu
Autor: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser

Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové poprvé pozorovali pozůstatky, které po sobě zanechaly exploze prvních hvězd ve vesmíru. Objevili tři vzdálené oblaky plynu, jejichž chemické složení odpovídá tomu, jaké vědci očekávají po prvních hvězdných explozích. Tyto nové poznatky nás posunují o další krok blíže k pochopení vlastností prvních hvězd, které vznikly po velkém třesku.

Tisková zpráva ESO2306 - 3. května 2023

Vůbec poprvé se nám podařilo identifikovat chemické stopy explozí prvních hvězd ve velmi vzdálených plynných mračnech,“ říká doktorandka Andrea Saccardi (Observatoire de Paris – PSL),  který vedla tuto studii během při práci na své disertaci (University of Florence).

Vědci se domnívají, že první hvězdy, které se ve vesmíru zformovaly, se velmi lišily od těch, které vidíme dnes. Když se před 13,5 miliardami let zrodily, obsahovaly pouze vodík a helium, nejjednodušší chemické prvky v přírodě [1]. Tyto hvězdy, u nichž se předpokládá, že byly až stokrát hmotnější než naše Slunce, rychle zanikly mohutnými explozemi známými jako supernovy, čímž se okolní plyn poprvé obohatil o těžší chemické prvky. Z takto obohaceného plynu se zrodily pozdější generace hvězd, které při svém zániku také produkovaly těžší prvky. První hvězdy však zanikly již velmi dávno. Jak se o nich tedy vědci mohou dozvědět více? „Prvotní hvězdy lze zkoumat nepřímo, a to na základě detekce chemických prvků, které se v závěru jejich existence rozptýlily do okolí,“ říká profesorka Stefania Salvadori (University of Florence), spoluautorka studie publikované v časopise Astrophysical Journal.

Na základě dat pořízených pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) v Chile se týmu podařilo nalézt tři velmi vzdálené oblaky plynu, které pozorujeme tak, jak vypadaly v době, kdy se stáří vesmíru pohybovalo jen kolem 10–15 % současného věku. Jejich chemické složení odpovídá tomu, jaké očekáváme po explozí prvních hvězd. V závislosti na hmotnosti těchto raných hvězd a energii exploze uvolňovaly tyto první supernovy různé chemické prvky, jako je uhlík, kyslík a hořčík, které se vyskytují ve vnějších vrstvách hvězdných obálek. Některé z těchto explozí však neměly dost energie na to, aby se uvolnily ještě těžší prvky, jako je železo, které se nachází pouze v jádrech hvězd. Při hledání pozůstatků prvních hvězd, které explodovaly jako supernovy s nízkou energií, proto členové týmu pátrali po vzdálených oblacích plynu chudých na železo, ale bohatých na ostatní prvky. A trojici takových vzdálených oblaků v raném vesmíru se jim skutečně podařilo nalézt.

Neobvyklé chemické složení je pozorováno i u mnoha starých hvězd v naší Galaxii, které vědci považují za hvězdy takzvané druhé generace, jež vznikly přímo z „popela“ těch vůbec prvních. V rámci této studie se vědcům podařilo nalézt tento popel v raném vesmíru a přidali tak další chybějící díl do této komplikované skládanky. „Náš objev otevírá nové možnosti nepřímého studia povahy prvních hvězd a doplňuje tak výzkum hvězd v naší galaxii,“ vysvětluje Stefania Salvadori.

K detekci a studiu těchto vzdálených oblaků plynu použil tým jasné objekty známé jako kvazary – velmi intenzivní zdroje záření poháněné superhmotnými černými dírami v centrech vzdálených galaxií. Jak záření z kvazaru putuje vesmírem, prochází oblaky plynu, jejichž chemické složení zanechá ve světle svůj otisk.

K nalezení těchto chemických stop tým analyzoval pozorování několika kvazarů získaná přístrojem X-shooter pracujícím ve spojení s dalekohledem ESO/VLT. Spektrograf X-shooter rozkládá světlo na základní složky a pokrývá extrémně široký rozsah vlnových délek (chcete-li barev), což z něj činí jedinečné zařízení, s jehož pomocí lze identifikovat mnoho různých chemických prvků nejen v těchto vzdálených mračnech.

Naše studie otevírá nová okna pro dalekohledy a přístroje příští generace, jako je například připravovaný dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope) a jeho spektrograf s vysokým rozlišeném ANDES (ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph). „Pomocí přístroje ANDES a dalekohledu ELT budeme moci podrobněji studovat mnoho těchto vzácných plynných mračen a budeme schopni konečně odhalit dosud záhadnou povahu prvních hvězd,“ dodává spoluautorka studie Valentina D'Odorico (National Institute of Astrophysics in Italy).

Poznámky

[1] Několik minut po velkém třesku se ve vesmíru vyskytovaly pouze tři nejlehčí chemické prvky: vodík, helium a malé množství lithia. Těžší prvky vznikly až mnohem později – v nitrech hvězd.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku, který byl puzblikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal (doi: 10.3847/1538-4357/acc39f).

Složení týmu: Andrea Saccardi (Observatoire de Paris, Université PSL, Francie; Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Florence, Itálie [UFlorence]), Stefania Salvadori (UFlorence; INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itálie), Valentina D’Odorico (Scuola Normale Superiore, Itálie; INAF – Osservatorio Astrofisico di Trieste, Itálie [INAF Trieste]; IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe, Itálie [IFPU]), Guido Cupani (INAF Trieste; IFPU), Michele Fumagalli (Dipartimento di Fisica G. Occhialini, University of  Milano Bicocca, Itálie; INAF Trieste), Trystyn A. M. Berg (Dipartimento di Fisica G. Occhialini, University of  Milano Bicocca, Itálie), George D. Becker (Department of Physics & Astronomy, University of California, USA), Sara Ellison (Department of Physics & Astronomy, University of Victoria, Kanada), Sebastian Lopez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ku prospěchu všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření fascinace astronomií. Podporujeme mezinárodní spolupráci v astronomii. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji tvoří 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojice strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálie. Ústředí ESO, návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází v blízkosti Mnichova v Německu, zatímco chilská poušť Atacama, úžasné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři observatoře: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na hoře Paranal jsou to dalekohled VLT (Very Large Telescope) a interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometer), stejně jako dva přehlídkové teleskopy – VISTA pracující v infračervené oblasti a VST (VLT Survey Telescope) pro viditelné světlo. Na Observatoři Paranal bude ESO také hostit a provozovat pole teleskopů CTAS (Cherenkov Telescope Array South) pro detekci Čerenkovova záření v atmosféře – největší a nejcitlivější observatoř gama záření na světě. Společně s mezinárodními partnery provozuje ESO teleskopy pro milimetrovou a submilimetrovou oblast APEX a ALMA pracující na planině Chajnantor. Na hoře Cerro Armazones poblíž Paranalu stavíme nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled, Extremly Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“. Z našich kanceláří v Santiagu řídíme naši činnost v Chile a spolupráci s místními partnery a veřejností.

Odkazy

Kontakty

Anežka Kabátová; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Andrea Saccardi; GEPI, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS; Paris, France; Mobil: +39 3408796870; Email: andrea.saccardi@observatoiredeparis.psl.eu

Stefania Salvadori; University of Florence; Florence, Italy; Tel.: +39 055 2755222; Email: stefania.salvadori@unifi.it

Valentina D’Odorico; INAF Osservatorio Astronomico di Trieste; Trieste, Italy; Tel.: +39 040 3199217; Email: valentina.dodorico@inaf.it

Juan Carlos Muñoz Mateos; ESO Media Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6176; Email: press@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2306, 3. května 2023)



O autorovi

Jiří Srba

Jiří Srba

Narodil se v roce 1980 ve Vsetíně. Na střední škole začal navštěvovat astronomický kroužek při Hvězdárně Vsetín, kde se stal aktivním pozorovatelem meteorů a komet. Zde také publikoval své první populárně astronomické články. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH). Připravuje české překlady tiskových zpráv Evropské jižní observatoře.

Štítky: Tisková zpráva ESO


35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »