Blízký červený trpaslík je jednou z nejstarších hvězd ve vesmíru

Hvězdy ve vesmíru jsou různě staré, jejich věk většinou pohybuje mezi jedním a deseti miliardami let. Mezi hmotností a věkem dožití hvězdy přitom panuje nepřímá úměra. Čím je hvězda masivnější, tím má kratší životnost, protože v jádrech těžkých hvězd je větší tlak, což způsobuje rychlejší spalování vodíku a zvyšuje zářivý výkon hvězdy.

Nejtěžší hvězdy proto žijí svůj "zářivý život" intenzivně, avšak jen po dobu několika milionů let, zatímco ty nejlehčí spalují své palivo velmi pomalu a v tomto "spororežimu" jim vodík vydrží na řádově desítky až stovky miliard let. Podle dnešních údajů je přitom vesmír starý zhruba 13,8 miliardy let, s chybou měření asi 21 milionů let.

Podle teoretických výpočtů se první hvězdy ve vesmíru měly zformovat zhruba v době 200 až 250 milionů let po Velkém třesku, ještě před vznikem prvních galaxií nebo jejich zárodků. Většina z nich přitom patří k hypotetické populaci III, tedy k nejstaršímu druhu hvězd ve vesmíru, v jejichž nitru se na začátku jejich života nevyskytovaly skoro žádné těžší prvky.

Prakticky všechna hmota ve vesmíru v tomto jeho prvotním období byla totiž tvořena jen vodíkem, héliem a nepatrným množstvím lithia. Těžší prvky vznikaly ve vesmíru až poté, např. během termojaderných reakcí v nitrech hvězd nebo jinými, ještě exotičtějšími způsoby, např. při srážkách neutronových hvězd.

Skoro jako vesmír sám

Pokud chceme v okolí našeho Slunce hledat kandidáty na podobné "metuzalémské hvězdy", musíme si uvědomit, že hmotnější hvězdy narozené krátce po Velkém třesku už mají zřejmě svůj aktivní zářivý život za sebou – potřebného věku 13 miliard let nebo delšího se nedožijí.

Nejstarší ještě nevyhořelé hvězdy tedy budou velmi málo hmotné, rozměrem spíše trpasličí (menší než Slunce), a nejspíše tedy budou patřit do kategorie slabě "doutnajících" červených trpaslíků (ještě lehčí a menší hnědé trpaslíky bychom zase nemuseli kvůli jejich slabému vyzařování vůbec zpozorovat).

Přesně takovou hvězdu nedávno našli členové týmu kolem astronoma Kevina Schlaufmana z americké Univerzity Johna Hopkinse. Jejich práce nedávno vyšla v odborném časopise The Astrophysical Journal.

Astronomové našli kýženého "metuzaléma" v podobě červeného trpaslíka ve vzdálenosti jen 1940 světelných let od Slunce (nachází se v souhvězdí Oltáře na jižní obloze), leží tedy v našem bezprostředním galaktickém okolí, dokonce přímo v tenkém galaktickém disku. Hvězda nese označení 2MASS J18082002–5104378 B (je tedy menší složkou dvojhvězdy) a její stáří vědci odhadli na asi 13,5 miliardy let. Vznikla tedy zhruba 250 až 300 milionů let po Velkém třesku.

Starší, než jsme mysleli

Fakt, že tato hvězda ani dnes prakticky neobsahuje prvky těžší než hélium, resp. lithium, zjistili vědci díky podrobné analýze jejího světelného spektra. Přesněji řečeno, žádná jiná dosud objevená hvězda neobsahuje těžší prvky v tak malém množství. To svědčí nejen o tom, že hvězda vznikla brzy po Velkém třesku, ale i o tom, že hořela tak pomalu, že ani prostřednictvím termojaderných reakcí v ní nevzniklo větší množství těžších prvků. Zároveň to znamená, že i naše galaktické okolí je zřejmě starší, než jsme si dosud mysleli (možná až 13,6 miliardy let).

A skutečně, fyzikální poměry uvnitř hvězdy jsou takové, že hvězda “jen o fous” splnila podmínky, nutné pro zapálení vodíku. Tato menší B-složka dvojhvězdy má jen 14 procent hmotnosti Slunce a těžších prvků obsahuje jen tolik, kolik by se jich vešlo do hmotnosti planety Merkur (pro srovnání, uvnitř našeho Slunce je uloženo v těžších prvcích tolik hmotnosti, kolik by činila hmotnost 14 Jupiterů).  Hlavní složka této dvojhvězdy (A) je sice o něco větší než Slunce, avšak trochu chladnější.

Astronomové navíc předpokládají, že na místě této dvojhvězdy byla původně jedna větší protohvězda a složka B se od ní odloupla jako menší fragment. Možná k tomu došlo pod vlivem exploze blízké supernovy. Každopádně podobných nejstarších hvězd se dodnes dochovalo velmi málo (jedna připadá asi na 10 milionů hvězd v Galaxii), protože většina prvních hvězd ve vesmíru byla spíše masivních, zářily intenzivně, a tudíž už dávno vyhořely a zanikly.