První hvězdy ve vesmíru zaplavily vesmír vodou, tvrdí studie

Voda je podstatou života. Každý živý tvor na Zemi obsahuje vodu. Země je bohatá na život, protože je bohatá na vodu. Toto zásadní spojení mezi vodou a životem je zčásti způsobeno mimořádnými vlastnostmi vody, ale zčásti také tím, že voda je jednou z nejrozšířenějších molekul ve vesmíru.

Je vyroben z jednoho dílu kyslíku a dvou dílů vodíku a má jednoduchou a pevnou strukturu. Vodík pochází z prvotního ohně velkého třesku a je zdaleka nejběžnějším prvkem. Kyslík vzniká v jádrech velkých hvězd spolu s uhlíkem a dusíkem v rámci fúzního cyklu CNO.

Vzhledem k jeho původu jsme se obecně domnívali, že kyslíku (a odpovídajícím způsobem i vody) v průběhu času přibývalo. Od prvních hvězd až po současnost každá generace vyvrhovala kyslík do vesmíru v okamžicích svého zániku.

Takže zatímco v raném vesmíru byla voda vzácná, v současnosti je poměrně běžná. Nová studie však naznačuje, že tomu tak není. Astronomové rozdělují hvězdy do populací v závislosti na jejich stáří a metalicitě, kde „kovy“ jsou všechny prvky jiné než vodík a helium.

Nejmladší a na kovy nejbohatší hvězdy, jako je Slunce, se nazývají populace I. Starší hvězdy s menším množstvím kovů jsou populace II. Nejstarší hvězdy, které se ve vesmíru objevily jako první, se označují jako populace III. Ačkoli jsme hvězdy Pop III přímo nepozorovali, jednalo by se o obrovské hvězdy složené výhradně z vodíku a helia. V těchto prvních hvězdách vznikly první zárodky všeho, co vidíme kolem sebe, od oceánů přes stromy až po milované přátele.

Nová studie na arXiv tvrdí, že hvězdy Pop III také zaplavily vesmír vodou. Ve své studii tým modeloval exploze malých (13 hmotností Slunce) a velkých (200 hmotností Slunce) raných hvězd. Velké hvězdy by byly vůbec prvními hvězdami vzniklými z prvotních mračen, zatímco menší hvězdy by byly prvními hvězdami, které vznikly v raných hvězdných školkách. Nejsou to zcela hvězdy Pop III, ale mají velmi nízkou metalicitu.

Když menší hvězdy zanikly, explodovaly jako typické supernovy, ale když zanikly velké hvězdy, explodovaly jako zářivé párové nestabilní supernovy. Na základě simulací by tyto hvězdy výrazně obohatily prostředí o vodu. Molekulární mračna vzniklá z pozůstatků těchto hvězd měla 10 až 30krát vyšší podíl vody než rozptýlená molekulární mračna pozorovaná v dnešní Mléčné dráze.

Na základě toho tým tvrdí, že již 100 až 200 milionů let po velkém třesku bylo v molekulárních mračnech dostatek vody a dalších prvků pro vznik života. Zda se život ve vesmíru skutečně objevil tak brzy, je nezodpovězenou otázkou. Je zde také skutečnost, že zatímco voda vznikla brzy, ionizace a další astrofyzikální procesy mohly mnoho těchto molekul rozbít.

Voda mohla být na počátku hojná, ale než hvězdy Pop II a Pop I vytvořily dnešní hladinu vody, vesmír se ocitl v období sucha. Je však možné, že velká část vody kolem nás pochází z prvních hvězd.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: arxiv.org, livescience.com