Astronomové možná vůbec poprvé zahlédli hvězdy tzv. populace III – prvotní obry složené jen z vodíku a helia, které rozsvítily vesmír krátce po velkém třesku. Díky datům z teleskopu Jamese Webba se tak otevírá okno do nejtemnější éry kosmu a počátků všeho, co dnes známe.
Před téměř 14 miliardami let, kdy byl vesmír starý pouhé stovky milionů let, začaly zářit první hvězdy, které astronomové nazývají hvězdy „populace III“. Byly obrovské a skládaly se téměř výhradně z vodíku a helia, základních prvků, které známe dnes. Jejich odhalení bylo jednou z největších výzev astrofyziky. Podle nedávné analýzy se však zdá, že díky výkonu JWST je tento cíl blíže než kdy dříve.
Studie publikovaná v časopise The Astrophysical Journal Letters uvádí, že hvězdokupa nazvaná LAP1-B, která se nachází ve vzdálenosti asi 13 miliard světelných let, vykazuje vlastnosti, které odpovídají vlastnostem očekávaným pro takové prvotní hvězdy. Autoři pod vedením Grega Bryana pozorovali spektrum, které „naznačuje mnoho vysokoenergetických fotonů, což je v souladu s předpověďmi pro hvězdy populace III„.
Studie naznačuje tři teoretické podmínky, které by tento systém mohl splňovat: vznik v prostředí s velmi nízkou metalicitou, reprezentuje malou hvězdokupu s několika velmi hmotnými hvězdami a odpovídá funkci počáteční hmotnosti v souladu s modely těchto raných hvězd. Pokud se vše potvrdí, půjde o první přímou detekci hvězd, které zažehly vesmír, jiskru, která osvětlila „temné období“ vesmíru před vznikem složitějších galaxií.
Otázkou samozřejmě je, proč je to tak důležité. Zjednodušeně řečeno proto, že tyto průkopnické hvězdy dokázaly to, co žádné jiné hvězdy: vytvořily stavební kameny života (jako uhlík, kyslík, železo) tím, že sloučily svůj vodík a helium a poté explodovaly v supernově. Tato exploze dala vzniknout materiálům, z nichž později vznikly planety, život a… my.
Jejich pochopení zlepšuje nejen naši vesmírnou historii, ale i modely vzniku galaxií, chemii raného vesmíru a procesy, které umožnily vznik života. Tento objev však není zcela potvrzen. Přestože data z JWST jsou velmi slibná, sami autoři studie ji označují za „kandidáta“ na populaci III. Pro zpečetění důkazů je třeba dalšího potvrzení, dalších pozorování a možná i podrobnějších spekter.
Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), který byl vypuštěn v prosinci 2021, se stal revolučním nástrojem při pozorování raného vesmíru. Jeho schopnost zachytit infračervené světlo mu umožňuje nahlédnout dále do minulosti než jakémukoli předchozímu teleskopu a nabízí tak bezprecedentní okno do nejranějších fází vesmíru. To má zásadní význam, protože hvězdy populace III jsou pro tradiční optické teleskopy neviditelné kvůli své velké vzdálenosti a skutečnosti, že jejich světlo bylo za miliardy let posunuto k červené barvě.
Hvězdy populace III jsou hypotetické, ale předpokládá se, že byly mnohem hmotnější než dnešní hvězdy a jejich hmotnost mohla přesáhnout stonásobek hmotnosti Slunce. Vzhledem ke své velikosti by tyto hvězdy měly relativně krátký život, jen několik milionů let, než by explodovaly jako supernovy. Právě tento proces supernov obohacuje vesmír o těžší prvky, což je proces známý jako hvězdná nukleosyntéza.
Díky tomu, že se JWST podívá hluboko do vesmíru a času, bychom se mohli podívat nejen na hvězdy, ale i na první majáky vesmíru, které nás dovedly z temnoty ke světlu. Spatřit je by bylo jako najít otisky prstů vesmíru v době, kdy byl ještě mladý: objev, který nám otevře dveře k pochopení toho, odkud jsme přišli, jak vše vzniklo… a kam možná směřujeme.
Objev hvězd populace III by také mohl pomoci vyřešit jednu z největších záhad kosmologie: reionizaci vesmíru. Tento proces, k němuž došlo před více než 13 miliardami let, změnil vesmír z neprůhledného na průhledný a umožnil světlu volně se pohybovat. Za tuto proměnu mohly být zodpovědné hvězdy populace III se svým intenzivním ultrafialovým zářením.
Potenciální objev hvězd populace III je významným krokem k pochopení vzniku vesmíru. Ačkoli je k potvrzení těchto zjištění zapotřebí dalšího výzkumu, práce JWST již nyní poskytuje cenné informace o tom, jak se vesmír proměnil z temného, homogenního místa na složitou síť galaxií, kterou vidíme dnes.