Kdy se objevila ve vesmíru voda?

Jak brzy po Velkém třesku mohla existovat ve vesmíru voda? Odpověď nebude až tak složitá, protože molekuly vody obsahují kromě vodíku kyslík, který se vytvořil v nitrech prvních hvězd. Následně se kyslík rozptýlil v kosmickém prostoru a ve značném množství se spojil s vodíkem. Nové teoretické práce vedou k závěru, že navzdory všem komplikacím se vodní pára vyskytovala v hojném množství v určitých oblastech vesmíru již miliardu roků po Velkém třesku a existuje zde doposud.

„Podívali jsme se na chemické pochody v mladých molekulárních oblacích obsahujících tisíckrát méně kyslíku než Slunce. K našemu překvapení jsme zjistili, že i v tomto případě můžeme obdržet takové množství vody, jaké nyní pozorujeme v naší Galaxii,“ říká astrofyzik Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Mladý vesmír postrádal chemické prvky těžší než vodík a hélium. Hvězdy první generace byly podle našich předpokladů velmi hmotné s krátkou dobou života. Tyto hvězdy vyráběly ve svých nitrech prvky jako kyslík a další, které se pak rozptýlily do okolí vlivem hvězdného větru nebo explozí supernov. Výsledkem toho byly „ostrovy“ plynů obohacených o těžší prvky. I tyto ostrovy však byly mnohem chudší na kyslík, než je tomu dnes u plynu uvnitř Mléčné dráhy.

Vědci prozkoumali chemické reakce, které mohly vést ke vzniku vody uvnitř prostředí chudého na kyslík v mladých molekulárních oblacích. Zjistili, že prostředí s teplotou kolem 300 kelvinů (+27 °C) je bohaté na vodu, která se vytvořila v plynné fázi navzdory relativnímu nedostatku surového materiálu.

„Tyto teploty jsou pravděpodobné, protože tehdy byl vesmír teplejší než dnes a plyn nebyl schopen efektivně chladnout,“ vysvětluje hlavní autor článku Shmuel Bialy z univerzity v Tel Avivu. „Záření mikrovlnného kosmického pozadí mělo vyšší teplotu a hustota plynu byla také vyšší,“ dodává Amiel Sternberg, spoluautor článku, rovněž z univerzity v Tel Avivu.

Ačkoliv ultrafialové světlo hvězd rozbíjí molekuly vody, po období několika stovek miliónů roků může být dosaženo rovnováhy mezi vytvářením vody a její destrukcí. Vědecký tým zjistil, že rovnovážný stav odpovídá množství vodní páry pozorované v místní části vesmíru. „Značné množství vody v plynné fázi může vzniknout dokonce i bez většího obohacení těžkými prvky,“ dodává Shmuel Bialy.

Autoři nejnovější vědecké práce vypočítali, jaké množství vody může existovat v podobě páry uvnitř molekulárních oblaků, z kterých se vytvořily pozdější generace hvězd a planet. Nezáleží na tom, jaké množství vody existuje v podobě ledu (který dominuje celé naší Galaxii) a jaké frakce všech podob vody ve skutečnosti posloužily v nově vznikajících planetárních soustavách.

Zdroj: https://www.cfa.harvard.edu/news/2015-14

autor: František Martinek