První hvězdy ve vesmíru mohly mít hmotnost až 10 000krát vyšší než jakou se může pochlubit Slunce. Jakmile tyto giganty prožily svůj krátký život, opětovné podmínky pro jejich vznik už nikdy nenastaly.

V současné době se ani ty největší hvězdy k této velikosti nepřibližují. Proč?

Před více než 13 miliardami let, tedy nedlouho po předpokládaném velkém třesku, neměl vesmír žádné hvězdy. Kromě horkého neutrálního plynu, z valné části tvořeného vodíkem a héliem, tam nebylo vlastně nic.

V průběhu stovek milionů let se však z tohoto plynu začala tvořit hmota a toto období je známé jako kosmický temný věk.

Čím dokonalejší, tím lepší

Některé dřívější odhady uváděly, že první hvězdy mohly být stokrát hmotnější než Slunce, zatímco jiné naznačovaly, že měly normální velikost.

Výzkumníci z americké Cornell University se proto nedávno rozhodli, že se na celou věc podívají znovu a důkladněji, aby pochopili, co se tehdy ve vesmíru vlastně dělo.

Tentokrát však výzkum zahrnuje něco, co těm předchozím scházelo – rychle se pohybující proudy chladné hmoty, které narážejí do již vytvořených struktur. Astronomové zjistili, že vzniku první hvězdy předcházela složitá série interakcí.

Dávné vesmírné procesy

Neutrální plyn se začal shlukovat a určitá dávka tepla uvolněná vodíkem a héliem těmto shlukům umožnila zvolna dosáhnout vyšší hustoty.

Ale shluky s vysokou hustotou se pořádně zahřály a produkovaly záření, které zabránilo rozdělení shluků plynu na menší části.

Tyto interakce mezi zářením a neutrálním plynem vedly ke vzniku velkých ložisek neutrálního plynu, což bylo počáteční stádium prvních galaxií.

Plyn hluboko v těchto protogalaxiích vytvořil rychle rotující akreční disky, což jsou rychle tekoucí prstence hmoty, tvořící se kolem hmotných vesmírných objektů a to včetně černých děr.

Na vnějších okrajích prvotních galaxií se naopak vyskytly studené plyny, z nichž některé pronikly až k akrečnímu disku.

Jednou a pak už nikdy

Jejich náraz zvýšil hmotnost i hustotu disků na kritickou hranici, což umožnilo vznik prvních hvězd. V tomto případě šlo o gigantické shluky neutrálního plynu, které zažehly svá fúzní jádra a přeskočily fázi, ve které se rozpadají na malé kousky.

Výsledná hvězdná hmotnost tak byla obrovská.  Tyto první a velmi jasné hvězdy zanikly po méně než milionu let v explozích supernov (hvězdy v moderním vesmíru mohou žít miliardy let).

S těmito výbuchy přicházejí  prvky těžší než vodík nebo hélium, které pak zahájily další kolo tvorby hvězd. Ale kontaminace těmito těžšími prvky už nedovolila zopakovat původní proces a tak se monstrózní hvězdy už nikdy znovu neobjevily.