Jedna z nejstarších hvězd ve vesmíru, která migrovala do Mléčné dráhy

Deset studentů bakalářského studia z University of Chicago učinilo ohromující objev s využitím dat z přehlídky Sloan Digital Sky Survey (SDSS). V rámci svého „Terénního kurzu astrofyziky“ lokalizovali jednu z nejstarších hvězd ve vesmíru, která se nachází v Mléčné dráze. Hvězda SDSS J0715-7334 je rudý obr 29krát hmotnější než naše Slunce a nachází se 79 256 světelných let daleko. Ale tady věci začínají být skutečně zajímavé: podle jejich zjištění se tato hvězda nezrodila v Mléčné dráze, ale migrovala sem z jiné galaxie. Tým vede profesor Alex Ji, zástupce vědeckého pracovníka projektu SDSS-V, a asistenti Hillary Andales a Pierre Thibodeaux.

Program SDSS-V začal v roce 2020 a je nejnovější fází 25letého příspěvku Survey, jehož cílem je získávat spektra milionů objektů v Mléčné dráze a za jejími hranicemi. To vše s cílem zlepšit naše chápání toho, jak hvězdy, černé díry a galaxie rostou a vyvíjejí se. Program se spoléhá na dva dalekohledy na obou polokoulích, které zajišťují pokrytí celé oblohy, včetně 2,5metrového dalekohledu Sloan Foundation Telescope na observatoři Apache Point v Novém Mexiku a 2,5metrového dalekohledu Irénée du Pont Telescope na observatoři Las Campanas v Chile.

Ve třídě, kterou vede Alex Ji, je SDSS součástí výuky a studentský tým strávil prvních několik týdnů prohledáváním dat a hledáním zajímavých hvězd. Po prozkoumání několika tisíc kandidátů vybrali 77 hvězd pro následná pozorování pomocí přístroje Magellan Inamori Kyocera Echelle (MIKE) na Magellanově dalekohledu na observatoři Las Campanas. Večer 21. března 2025 objevili hvězdu SDSS J0715-7334 a pozorovali ji tři hodiny.

Na základě složení stálice, která obsahuje téměř výhradně vodík a hélium, určili, že je to jedna z nejstarších hvězd ve vesmíru. S pouhými 0,005 % kovů nalezených ve hvězdách podobných našemu Slunci má SDSSJ0715-7334 nejnižší metalicitu ze všech hvězd dosud pozorovaných ve vesmíru. Tyto hvězdy vznikly, když byl vesmír velmi mladý, poté, co první generace (populace III) hvězd dosáhla konce své životnosti a explodovala jako masivní supernovy.

Během tohoto procesu odvrhly své vnější vrstvy a fúzí vodíku a hélia vytvořily těžší prvky (jako je uhlík, kyslík, dusík a kovy). Tyto prvky byly začleněny do dalších generací hvězd, populace II a I, které mají ve svém složení vyšší hladiny kovů (což se označuje jako metalicita). Astronomové to používají k určení stáří hvězd ve vesmíru. V případě SDSS J0715-7334 se jedná o příklad hvězdy populace II, která vstoupila do závěrečné fáze svého života, fáze větve rudého obra (RGB – Red Giant Branch).

Analýza oběžné dráhy SDSS J0715-7334 také ukazuje, že se zformovala ve Velkém Magellanově oblaku (LMC), jedné ze satelitních galaxií Mléčné dráhy, a migrovala do Mléčné dráhy před miliardami let. To vedlo k její přezdívce „Starověký imigrant“. „Našli jsme ji první noc a úplně to změnilo naše plány pro kurz,“ řekl Ji. „Tento starověký imigrant nám poskytuje bezprecedentní pohled na podmínky v raném vesmíru. Projekty velkých souborů dat, jako je SDSS, umožňují studentům přímo se zapojit do těchto důležitých objevů.“

Tým také využil data z mise Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) k určení vzdálenosti hvězdy od Slunce a jejího pohybu naší Galaxií. Sledováním jejího pohybu zpět v průběhu miliard let existence hvězdy vystopovali její původ v největší galaxii, která je průvodcem Mléčné dráhy, ve Velkém Magellanově oblaku (LMC). Další analýza spektra hvězdy také odhalila, že obsahuje tak málo uhlíku, že je nedetekovatelný, což poskytuje další vodítka o okolnostech jejího vzniku.

„Hvězda má tak málo uhlíku, že to naznačuje, že za její vznik je zodpovědná raná hrstka kosmického prachu,“ řekl Ji. „Taková dráha byla pozorována pouze jednou.“ Ji odkazuje na „hvězdu Metuzalém“ (HD 140283), hvězdu populace II nacházející se v halo Mléčné dráhy asi 1 000 světelných let od Země a předchozího držitele rekordu za nejstarší hvězdu ve vesmíru. Jak Ji shrnul:

„Tito studenti objevili víc než jen tu nejčistší hvězdu. Objevili své nezcizitelné právo na fyziku. Průzkumy jako SDSS a Gaia to umožňují studentům všech věkových kategorií po celé Zemi a tento příklad ukazuje, že stále existuje spousta prostoru pro objevování.“

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/student-team-finds-one-of-the-oldest-stars-in-the-universe-that-migrated-to-the-milky-way a https://scitechdaily.com/astronomers-discover-the-most-pristine-star-ever-found/

autor: František Martinek