Hubbleův vesmírný dalekohled poprvé pozoroval hvězdu, která by měla být zároveň i nejvzdálenější hvězdou, kterou lidstvo doposud spatřilo. Podle vědců z NASA vznikla necelou miliardu let po velkém třesku. Dostala jméno Earendel.

Hubbleův vesmírný dalekohled sloužící od roku 1990 nepřestává překvapovat. Novým objevem překonal vlastní úspěch z roku 2018. Hvězda podle vědců existovala v době, kdy byl vesmír starý pouhé 4 miliardy let (nyní se stáří vesmíru odhaduje na 13,8 miliardy let). Světlo hvězdy k Zemi letělo přibližně 12,9 miliardy let. Hubble drží také rekord v kosmické vzdálenosti galaxie. Jejímu světlu trvalo 13,4 miliardy let, než dosáhlo Země.

Earendel je miliardy let daleko

Nově objevená hvězda je tak daleko, že její světlo k Zemi dorazilo až za 12,9 miliardy let, a jeví se nám tak, jako když byl vesmír starý jen 7 procent svého současného stáří, tedy s červeným posuvem 6,2. Nejmenší objekty, které byly dříve pozorovány na tak velkou vzdálenost, jsou hvězdokupy usazené uvnitř raných galaxií.

Dosluhující Hubbleův vesmírný dalekohled nepřestává udivovat. Foto: Se souhlasem NASA/JPL-Caltech

„Zpočátku jsme tomu téměř nevěřili, bylo to o tolik dál než předchozí nejvzdálenější hvězda s nejvyšším červeným posuvem,“ řekl astronom Brian Welch z Johns Hopkins University v Baltimoru, hlavní autor článku popisujícího objev, který byl publikován v časopise Nature. Objev byl učiněn na základě dat získaných během Hubblova programu RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey), který vedl spoluautor Dan Coe z Space Telescope Science Institute (STScI), rovněž v Baltimoru.

„Obvykle v těchto vzdálenostech vypadají celé galaxie jako malé šmouhy, v nichž světlo milionů hvězd splývá,“ řekl Welch. „Galaxie, která hostí tuto hvězdu, byla gravitačním čočkováním zvětšena a zkreslena do podoby dlouhého půlměsíce, který jsme pojmenovali Sunrise Arc.“

Po podrobném prozkoumání galaxie Welch zjistil, že se v ní nachází extrémně zvětšená hvězda, kterou nazval Earendel, což ve staré angličtině znamená „ranní hvězda“. Objev otevírá dveře do neprobádané éry velmi rané tvorby hvězd.

Vědcům pomohla vesmírná lupa

Výzkumný tým odhaduje, že Earendel je nejméně 50krát hmotnější než naše Slunce a až milionkrát jasnější, takže se vyrovná nejhmotnějším známým hvězdám. Ale i tak zářivou hvězdu s velmi vysokou hmotností by nebylo možné spatřit na tak velkou vzdálenost bez pomoci přirozeného zvětšení obrovskou kupou galaxií WHL0137-08, která se nachází mezi námi a Earendelem. Hmota kupy galaxií deformuje strukturu prostoru a vytváří tak silnou přírodní lupu, která zkresluje a výrazně zesiluje světlo vzdálených objektů za ní.

Díky vzácné konjunkci je hvězda Earendel maximálně zvětšená a zjasněná. Efekt je analogický zvlněné hladině bazénu, která za slunečného dne vytváří na dně bazénu obrazce jasného světla. Vlnky na hladině fungují jako čočky a soustřeďují sluneční světlo na konkrétní místa na dně bazénu.

Hvězda Earendel díky souhře náhod vystupuje z celkové záře své domovské galaxie. Její jas se díky „vesmírné lupě“ zvětšil i více než tisíckrát. V tuto chvíli nejsou astronomové schopni určit, zda je Earendel dvojhvězda, ačkoli většina masivních hvězd má alespoň jednoho menšího průvodce.

Webb prozradí více

Astronomové očekávají, že Earendel zůstane silně zvětšený i v následujících letech. Pozorovat ho bude Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST). Vysoká citlivost Webbova dalekohledu na infračervené světlo je potřebná k tomu, abychom se o Earendelu dozvěděli více, protože jeho světlo je v důsledku rozpínání vesmíru posunuto do infračervené vlnové délky.

„Díky Webbovi očekáváme, že potvrdíme, že Earendel je skutečně hvězda, a také změříme jeho jasnost a teplotu,“ řekl Coe. Vědci díky tomu přesněji určí typ hvězdy a fázi jejího životního cyklu. „Očekáváme také, že zjistíme, že v galaxii Sunrise Arc chybí těžké prvky, které se tvoří v následujících generacích hvězd. To by naznačovalo, že Earendel je vzácná, masivní hvězda chudá na kovy,“ řekl Coe.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba postupně kalibruje svá zrcadla. Už v létě by měl přinést první vědecky přínosné snímky hlubokého vesmíru. Foto: Se souhlasem NASA

Potvrdíme existenci hvězdy populace III?

Složení Earendelu bude pro astronomy velmi zajímavé, protože se zformoval ještě předtím, než byl vesmír naplněn těžkými prvky, které vznikají v tzv. I a II generacích masivních hvězd. Pokud vědci zjistí, že Earendel je tvořen pouze prvotním vodíkem a héliem, bude to první důkaz existence legendárních hvězd tzv. populace III, o nichž se předpokládá, že byly úplně prvními hvězdami zrozenými po velkém třesku. I když je tato pravděpodobnost malá, Welch připouští, že je přesto lákavá.

Hvězdy populace III jsou pro potvrzení teorie velkého třesku zásadní, ale doposud nebyly pozorovány. Vědci doufají, že Vesmírný dalekohled Jamese Webba by mohl přinést nové objevy.

„Díky JWST bychom mohli spatřit hvězdy ještě vzdálenější než Earendel, což by bylo neuvěřitelně vzrušující,“ řekl Welch. „Půjdeme tak daleko do minulosti, jak jen to půjde. Rád bych viděl, jak Webb najde hvězdu, která překoná Earendelův rekord ve vzdálenosti.“

Naše Slunce patří do nejmladší generace hvězd tzv. populace I. Obsahuje tak poměrně velké množství těžších prvků. Foto: Se souhlasem NASA

Zdroj: NASA