Nejvýkonnější vesmírný dalekohled lidstva poskytl nový pohled na formování galaxií v raném vesmíru. Vesmírný dalekohled Jamese Webba objevil zvláštní galaxii pojmenovanou JADES-GS+53.18343−27.79097, která vznikla přibližně 700 milionů let po Velkém třesku. Tato galaxie, přibližně stokrát menší než Mléčná dráha, zaujme netradičním způsobem růstu – hvězdy se v ní formují spíše na okrajích než v hustém jádru, což je odlišné od většiny dosud známých galaxií.

Objev této galaxie představuje důležitý krok k potvrzení teoretických modelů, které předpokládaly, že galaxií s růstem „naruby“ by mohlo být ve vesmíru z raných dob poměrně mnoho. Až doposud však astronomové neměli prostředky, jak se skrze prach a plyn v galaxiích podívat, aby takové objekty skutečně odhalili. Díky JWST, který využívá moderní infračervenou technologii, bylo nyní možné tuto předpověď potvrdit, což přináší nové poznatky o vývoji vesmíru.

Podle spoluautora studie, Williama Bakera z University of Cambridge, nabízí Webbův vesmírný dalekohled revoluční možnost ověřit teorie dříve založené pouze na modelování. „Je to jako mít možnost zkontrolovat si domácí úkol,“ uvedl Baker. Studie byla zveřejněna 11. října v časopise Nature Astronomy.

Jak rostou galaxie?

V našem pozorovatelném vesmíru astronomové vidí, že galaxie rostou dvěma hlavními způsoby: buď získáváním dostatečného množství plynu pro tvorbu nových hvězd z mezihvězdného prostoru, nebo splynutím s menšími galaxiemi. Zda tyto procesy probíhaly stejně i v raných fázích vesmíru, nebo zda existovaly jiné mechanismy, však zůstává nejasné.

Tento snímek z Vesmírného dalekohledu Jamese Webba zachycuje srdce galaxie M74, známé také jako Fantomová galaxie. Webbova ostrá optika odhalila jemné vlákna plynu a prachu ve velkolepých spirálních ramenech, která se vinou od středu obrazu směrem ven. Nedostatek plynu v jaderném regionu zároveň poskytuje nerušený pohled na hvězdokupu nacházející se v centru galaxie. Foto: Se souhlasem NASA/ESA/CSA

Profesor astrofyziky na University of Cambridge, Sandro Tacchella, který je spoluvedoucím této studie, poukazuje na to, že otázka, jak se galaxie vyvíjely v průběhu času, je klíčová pro astrofyziku. „Měli jsme k dispozici kvalitní data pro galaxie v našem blízkém okolí vzdálené maximálně 10 milionů světelných let, ale teď díky JWST můžeme koukat do doby před miliardami let a doslovat vidět první miliardu let kosmické historie,“ vysvětluje Tacchella.

Aby astronomové lépe porozuměli, jak galaxie rostly a vyvíjely se, zkoumali data získaná v rámci projektu JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Světlo se ve vakuu pohybuje konečnou rychlostí, což znamená, že čím hlouběji JWST hledí do vesmíru, tím vzdálenější světlo zachytí a tím hlouběji v čase nám umožňuje se dívat. Nevidíme, jak dané místo vesmíru vypadá nyní, ale jak vypadalo před miliardami let.

Galaxie roste nevídaným tempem

Tým vědců analyzoval světlo přicházející z hvězd v galaxii za pomoci přístroje JWST zvaného Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), aby určil stáří jednotlivých hvězd. Výsledky ukazují, že galaxie má velmi husté jádro a je obklopena diskem plynu a prachu, ve kterém probíhá rychlá tvorba hvězd. Tento proces způsobuje, že se galaxie zdvojnásobuje ve velikosti každých 10 milionů let. To je výrazně rychlejší tempo ve srovnání s Mléčnou dráhou, která pro zdvojnásobení potřebuje přibližně 10 miliard let.

Jakmile se hvězdy zformují, začnou pomalu migrovat směrem ke středu galaxie, což vede ke zvýšení rotační rychlosti galaxie podobně, jako když krasobruslařka přitáhne paže blíže k tělu, aby se rychleji otáčela. Tento efekt ovlivňuje celkový vývoj galaktického disku i jeho hmotnostní rozložení.

Podobných galaxií chtějí vědci najít více

Objev JADES-GS+53.18343−27.79097 je pouze začátkem. Vědci plánují hledat další galaxie s podobným způsobem růstu, aby zjistili, zda byly všechny galaxie v té době podobné této, nebo zda šlo o výjimečný případ. „Analyzujeme podobná data z jiných galaxií. Díky pozorování různých galaxií napříč kosmickým časem můžeme zrekonstruovat jejich růstový cyklus a ukázat, jak galaxie dosáhly své dnešní velikosti,“ dodává Tacchella.

Foto: Se souhlasem NASA/ESA/CSA

Vesmírný dalekohled Jamese Webba způsobil malou revoluci

Vesmírný dalekohled Jamese Webba je nejvýkonnější vesmírný teleskop, který kdy lidstvo vytvořilo. Díky jeho schopnosti vidět hluboko do infračerveného spektra dokáže JWST proniknout skrz prach a plyn a zachytit vzdálené objekty, které byly dříve nedosažitelné.

JWST již přinesl mnoho průlomových objevů, jako je detailní pohled na formování hvězd, studium atmosfér exoplanet a nyní i potvrzení existence galaxií s růstem naruby. Každý nový objev přispívá k tomu, že vesmír kolem nás získává stále jasnější kontury a odhaluje dosud nepoznané procesy, které ho formovaly do podoby, kterou známe dnes.

Zdroje: LiveScience, NASA