Objev nové hvězdy s velmi nízkým obsahem těžkých prvků, mohla by být tvořena materiálem z prvních hvězd

29. 04. 2019

Hvězdy Raný vesmír

Většinu hmoty ve hvězdách tvoří vodík a helium. Například hvězdy v Mléčné dráze jsou v průměru z 98 % složené z těchto dvou nejlehčích prvků. Ostatní prvky (těžké prvky, v astronomii označované také jako kovy) zaujímají jen velmi malý podíl složení. Mezinárodní tým astronomů nyní ohlásil objev nové hvězdy s velmi nízkým obsahem těžkých prvků a zároveň nejnižším naměřeným obsahem železa. Nově identifikovaná hvězda má nejmenší podíl železa z hvězd, u kterých bylo železo detekováno.

Slunce

Snímek Slunce pořízený vesmírnou sondou Solar Dynamics Observatory (SDO).

Image credit:

Hvězda s označením SMSS J160540.18−144323.1 je rudý obr, nachází se asi 36 tisíc světelných let daleko a má metalicitu pouhých -6,2. Metalicita hvězdy se označuje jako [Fe/H] a jde o poměr obsahu železa k vodíku, který je porovnáván se stejnou hodnotou u Slunce. Nízký obsah těžších prvků a vysoký podíl uhlíku napovídá, že je hvězda hodně stará, že by dokonce mohla pocházet z doby, kdy ještě těžší prvky neexistovaly.

Po velkém třesku se ve vesmíru vyskytovaly pouze nejlehčí prvky: vodík, helium a malé množství lithia - z těchto vznikly první primitivní hvězdy (označované jako populace III). Těžší prvky se objevily až později v jádrech původních hvězd kde vznikaly prostřednictvím slučování jader atomů v termojaderné fúzi. Teprve po zániku těchto původních hvězd vznikaly hvězdy populace II, které už měly nízký podíl kovů od svého zrodu. Slunce i většina hvězd v dnešním vesmíru potom patří do tzv. populace I, která má podíl těžkých prvků nejvyšší.

Nízký obsah železa ve hvězdě SMSS J160540.18−144323.1 a zároveň vysoký podíl uhlíku podle astronomů napovídá, že by mohlo jít o hvězdu, která vznikla z materiálu první generace hvězd ve vesmíru (tedy populace III).

Hvězdy s nízkým obsahem těžkých prvků

Obsah těžkých kovů vědci měří pomocí spektroskopie, kdy ve světle od hvězdy hledají známky specifické absorpce různými prvky priodické tabulky.

Hvězdy první generace (populace III)
Takto bývají označovány první hvězdy ve vesmíru. Vědci předpokládají, že šlo o masivní objekty složené primárně z vodíku a helia, které vznikly při velkém třesku. Mohly dosahovat až stovek hmotností Slunce a měly velmi krátký život. Termojadernou reakcí v jádru a při supernovách v nich vzniklo 26 nejlehčích elementů. Doposud žádná z těchto hvězd nebyla pozorována.

Hvězdy populace II
Hvězdy s velmi nízkým obsahem kovů (Ultra Metal-poor, UMP hvězdy). Vznikly z materiálu po hvězdách populace III a nachází se v kulových hvězdokupách a v blízkosti jádra Mléčné dráhy.

Hvězda
Metalicita
[Fe/H]
Stáří
(miliardy let)
SMSS J031300.36-670839.3
-7,1
13,6
SDSS J0023+0307
-6,6
-
SMSS J160540.18−144323.1
-6,2
-
SDSS J0815+4729
-5,8
13,5
HE 1327-2326
-5,6
-
HE 0107-5240
 -5,2
13
SDSS J102915+172927
 -4,9
-
HE 0557-4840
 -4,75
-
SPLUS J2104−0049
 -4.03
-
BPS CS22892-0052 (Snedenova hvězda)
 -3,1
13
HE 1523-0901
 -2,95
13,2
BPS CS31082-0001 (Cayrelova hvězda)
 -2,9
12,5
HD 122563
 -2,65
-
HD 140283
 -2,4
13,66-14,5
BD +17° 3248
 -2,02
13,4 - 14,2
Slunce
 0
4,6



Hvězdy populace I
Hvězdy s nejvyšší metalicitou, do kterých paří také Slunce.