Vícegenerační hvězdokupy

Kulové hvězdokupy (obr. 2) jsou velmi hmotné sféricky symetrické soustavy skládající se z několika set tisíc až jednoho milionu hvězd soustředěných v malém prostoru o poloměru pouhých několika parseků. Hustota hvězd je zde až milionkrát vyšší než v okolí Slunce. V naší Galaxii je zhruba 150 kulových hvězdokup; jsou rozloženy ve sférickém halu obklopujícím galaktický střed a jejich oběžná doba okolo něj je několik set milionů let.

Kulové hvězdokupy naší Galaxie jsou velmi staré, vznikaly před zhruba 12 miliardami let v dobách vzniku samotné Mléčné dráhy.¹⁾ Jejich hvězdy mají mnohem méně těžkých prvků než mladší hvězdy příslušející galaktickému disku, které vznikly z mezihvězdné hmoty obohacené o produkty termojaderných reakcí ve hvězdách předchozích generací.

Donedávna platilo, že kulové hvězdokupy jsou jednoduché hvězdné soustavy skládající se z hvězd stejného stáří a stejného chemického složení, které je dáno skladbou molekulárního oblaku, z něhož hvězdokupa vznikla. Během posledního desetiletí jsme však museli tuto představu o hmotných hvězdokupách revidovat. Přesná fotometrická pozorování pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu a spektroskopická pozorování prostřednictvím teleskopu VLT v nich odhalila významné nehomogenity: hlavní posloupnost na jejich HR diagramech je rozštěpena, což dokazuje přítomnost více hvězdných generací s různým chemickým složením (obr. 3 a 5). Hvězdy druhé, popřípadě dalších generací obsahují již produkty hoření vodíku ve hvězdách první generace, což vyvolává představu samoobohacení, kdy hvězdy dalších generací vznikají z mezihvězdné hmoty obohacené o produkty termojaderných reakcí předchozích generací hvězd.

Jak kulové hvězdokupy vznikají

Zrod kulových hvězdokup je bouřlivý proces, při kterém dochází ke stlačování molekulárních oblaků mezihvězdné hmoty během srážek galaxií. Příčinou stlačení, které spustí tvorbu hvězd, jsou buď srážky mezi oblaky, jež původně příslušely různým galaxiím, nebo stlačení okolní řídkou hmotou, kde se rázovými vlnami vyvolanými srážkou galaxií zvýšila teplota, a tudíž i tlak. Tvorbu hvězd v molekulárních oblacích by také mohly během galaktické srážky spustit slapové síly, které vytvářejí dlouhá slapová spirální ramena, v nichž schází galaktická diferenciální rotace. Molekulární oblaka jsou tak vyvedena z rovnováhy a gravitační kolaps spouští tvorbu hvězd. Galaktické srážky pozorujeme především při pohledu do vzdálené minulosti vesmíru, kdy byly mnohem častější než dnes. Výjimečným příkladem srážky dvou spirálních galaxií, jež se odehrává blízko nás, je soustava Tykadla (obr. 1), kde vzniklo mnoho hmotných superhvězdokup, které, jak se domníváme, jsou mladými předchůdci starších kulových hvězdokup. Během vzniku hmotné hvězdokupy je chladný oblak molekulární mezihvězdné hmoty částečně přetvořen na hvězdy a zbytek je odfouknut hvězdnými větry a tlakem záření mladých hvězd.