Kronika Vesmíru (8) – Kilonovy, chemická evoluce galaxií a sluneční mlhovina

Po miliardách let explozí supernov, srážek neutronových hvězd (kilonov) a hvězdné fúze se vesmír výrazně změnil. Už to není jen obrovská prázdnota s vodíkem a heliem. Galaxie se postupně obohacují o těžší prvky a stávají se chemicky bohatšími.

Tento proces nazýváme chemická evoluce galaxií.

Kilonovy – potvrzení v praxi

V roce 2017 detektory LIGO/Virgo zachytily srážku dvou neutronových hvězd (GW170817) — první událost pozorovanou současně gravitačními vlnami a světlem. Spektrum záření kilonovy přímo ukázalo vznik těžkých prvků včetně zlata a platiny. Tím jsme získali klíčový důkaz, že kilonovy jsou skutečné „továrny“ na nejtěžší kovy.

Jak galaxie získávají těžší prvky

Každá nová generace hvězd vzniká z materiálu, který obsahuje prvky z předchozích supernov a kilonov. Čím mladší je hvězda, tím více „kovů“ (jak astronomové říkají všem prvkům těžším než helium) v sobě má.

Naše Sluneční soustava vznikla z plynu, který už prošel několika generacemi hvězd. Obsahuje přibližně 2 % těžších prvků – což je dost na to, aby mohly vzniknout skalnaté planety jako Země.

Sluneční mlhovina – zrození naší soustavy

Přibližně před 4,6 miliardami let se v jednom z ramen naší Galaxie – Mléčné dráhy – nacházel obrovský oblak plynu a prachu.

Něco tento oblak narušilo. Nejpravděpodobněji to byla tlaková vlna z blízké supernovy. Oblak se začal stlačovat, rotovat a pomalu se zplošťovat do obrovského disku.

Tento rotující disk plynu a prachu nazýváme sluneční mlhovina.

Uprostřed disku se začalo hromadit nejvíce materiálu a vzniklo proto-slunce. Vnější části disku se ochlazovaly a v nich se postupně začaly tvořit první pevné částice – prachová zrnka a malé kamínky.

Vznik planetesimál

Tyto drobné částice se srážely, lepily se k sobě a rostly. Postupně vznikaly větší a větší objekty nazývané planetesimály. Některé z nich dosáhly velikosti stovek kilometrů.

Z těchto planetesimál se později formovaly planety naší Sluneční soustavy:

• blíže ke Slunci vznikly skalnaté planety (Merkur, Venuše, Země, Mars)
• dál od Slunce vznikly plynní obři (Jupiter, Saturn) a ledoví obři (Uran, Neptun)

Hranici mezi skalnatými a plynnými planety určuje ledová linie (frost line) — za ní byly teploty natolik nízké, že se mohly hromadit lehké těkavé látky jako voda, metan a amoniak.

Důležitý okamžik

Sluneční mlhovina byla poslední velkou „mateřskou“ fází před vznikem naší Země. Materiál, ze kterého jsme my i celá planeta složeni, prošel dlouhou cestou:

• Velký třesk → lehké prvky
• První hvězdy → uhlík, kyslík, železo
• Supernovy a kilonovy → těžké prvky
• Sluneční mlhovina → materiál pro planety

Teď už jsme připraveni na samotný vznik naší planety — akreci proto-Země, její vnitřní diferenciaci a období magmatického oceánu. To je téma dalšího dílu Kroniky vesmíru.