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.

Tzv. Bokovy globule jsou hustá místa ve velkých molekulárních oblacích. Autor: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team

„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.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] cfa.harvard