Astronomové se ve svých pozorováních často setkávají s jevy, které je nejen obtížné vysvětlit, ale jednoduše je nelze popsat. Čím dále se podíváme do vesmíru, tím více takových jevů najdeme. Navrhujeme, abyste se seznámili s tuctem některých nejzajímavějších galaktických jevů a zvláštností shromážděných během let pečlivého rozjímání o vesmíru.
Galaxie Triangulum II
Galaxie Triangulum II, která se nachází blízko okraje Mléčné dráhy, už ohromila mnoho astronomů svými neuvěřitelně rychlými hvězdami. Náš malý galaktický soused obsahuje rekordní počet - jen asi 1000 (například v Mléčné dráze je to 100 miliard). V Triangulu II se však skrývá kolosální masa.
Zatímco pozoroval tuto galaxii, pozoroval Keck Large Telescope na sopce Mauna Kea na Havaji šest hvězd pohybujících se mnohem rychleji, než se očekávalo. Faktem je, že galaxie je tak temná, že dalekohledem bylo vidět pouze těchto šest hvězd. Díky těmto hvězdám však vědci dokázali vypočítat gravitační síly Triangulum II a jeho celkovou hmotnost. Ukázalo se, že galaxie je hmotnější než společná hmota všech jejích hvězd.
Vědci zjistili, že tato galaxie obsahuje nejvyšší koncentraci temné hmoty ze všech dříve zkoumaných galaxií. Francouzští astronomové ze Štrasburské univerzity se nicméně domnívají, že důvodem tak silného rozptylu hvězd a šera galaxie je účinek gravitačních sil sousedních galaxií.
Taková vysoká koncentrace temné hmoty v Triangulum II dává vědcům přímou příležitost vyzkoušet si tuto podivnou látku, která představuje 24 procent z celkové hmotnosti vesmíru. Vzhledem k tomu, že tato galaxie obsahuje velmi málo hvězd, nevytváří prakticky žádné záření gama, což dává šanci detekovat rentgenové síly z interakce temné hmoty. Protože galaxie je prakticky mrtvá, měly by být tyto signály zaznamenávány jasně, s malým nebo žádným zkreslením z množství zdrojů kosmické energie přítomných ve „živějších“oblastech.
Propagační video:
Tajemný galaktický prsten
Američtí a maďarští astronomové nedávno narazili na strukturu v prostoru, která se ukázala být tak obrovská, že je těžké uvěřit v její existenci. Tato struktura se ukázala jako shluk galaxií, které tvořily jakýsi prsten, který se táhne téměř 5 miliard světelných let. Tento objekt je tak obrovský, že na noční obloze v optickém dosahu bude vypadat 70krát větší než plný disk měsíce.
Astronomové dokázali vypočítat odhadovanou velikost tohoto kosmického kruhu kvůli podobnosti sedmi pozorovaných výbuchů gama záření - jednoho z největších jevů uvolňování výbušné energie v prostoru. K prasknutí gama paprsků obvykle dochází, když hvězda přechází do superbright supernovy a poté se změní na černou díru.
Protože pozorované výbuchy byly prakticky ve stejné vzdálenosti od sebe, astronomové předpokládali, že jsou součástí stejné kosmické megastruktury. Samozřejmě také nestojí za to zbavit se pravděpodobnosti náhody. Existence galaktického prstenu této velikosti je v rozporu s našimi kosmologickými modely, které popisují limit velikosti pro největší objekty ve vesmíru, který je podle těchto modelů asi 1,2 miliardy světelných let.
A i když tento prsten existuje, proč je tak velký? Odpověď na tuto otázku zatím nikdo nezná. Existují však návrhy, že stejná tajemná temná hmota je nějakým způsobem zodpovědná za vytvoření takových vesmírných objektů neuvěřitelné velikosti.
Tayna Galaxy
Kombinací síly kosmických dalekohledů Hubble a Spitzer objevili astronomové jeden z nejvzdálenějších objektů ve vesmíru. Současně se vědci domnívají, že tento objekt se objevil pouze 400 milionů let po Velkém třesku. To znamená, že je také jedním z nejstarších objektů ve vesmíru. Tento objekt je sotva viditelnou a extrémně vybledlou galaxií, nazvanou Tayna, což v jihoamerickém dialektu znamená „prvorozený“. Zatím vědci objevili 22 z těchto „prvorozených“galaxií, které vznikly krátce po Velkém třesku.
Nalezení galaxie Tayna vyžadovalo sílu dvou nejlepších kosmických dalekohledů lidstva a spoustu pomoci z galaxiového klastru MACS J0416.1-2403, který se nachází asi čtyři miliardy světelných let. S hmotou čtyřmilionu Sluncí přitahuje tento galaxický cluster neuvěřitelné množství světla, vytváří gravitační čočku a umožňuje pohled na Taynu, která je v podstatě za ním. James Webb Telescope, který má být vyslán do vesmíru v roce 2018, nám poskytne lepší pohled na tuto galaxii a poskytne mnohem podrobnější informace o tomto představiteli prvních galaktických objektů ve vesmíru.
Galaktická chůva
Astronomové si nejsou zcela jisti svými znalostmi o tom, jak se galaxie rodí. Obecně se přijímá, že galaxie berou veškerou potřebnou záležitost pro jejich formaci z mezigalaktického prostředí. Existují však i jiné předpoklady. Podle jedné z nich dochází k počáteční tvorbě galaxie z husté akumulace temné hmoty, kolem níž se začnou hromadit mraky vodíku a dalších plynů přitahované gravitačními silami. Další teorie je taková, že galaxie jsou tvořeny z hmoty ze specifického zdroje. První možnost je příliš dlouhá na to, aby mohla být ověřena z pozorovacích údajů. Nikdo nikdy nesledoval druhý.
Alespoň donedávna. Vědci z Kalifornského technologického institutu používající přístroj Cosmic Web Imager namontovaný na dalekohledu Hale v Palomar Observatory objevili protogalaktický disk (velmi mladá, právě formující se galaxie), který se nachází 10 miliard světelných let daleko. Skládá se z horkého plynu, jehož objem se zvyšuje studeným plynem, který mladá galaxie přijímá z vlákna tzv. Kosmického webu, vedle kterého se galaxie tvoří. Vědci se domnívají, že se jedná o první přímý důkaz existence Kosmického webu, který spojuje vše ve vesmíru.
Kvůli náhodnému umístění dvou kvasarů v této oblasti vesmíru se část pavučiny, která přivádí plyn do nově vytvořené galaxie, zahřála, což vědcům umožnilo určit její přítomnost.
Velké Magellanovo pobouření
Velký Magellanovský mrak (LMC) a jeho trpaslíkový společník, Malý Magellanovský mrak (MMO), jsou naše nejbližší sousední galaxie, vzdálené asi 160 000 a 200 000 světelných let. Jako největší trpasličí galaxie poblíž Mléčné dráhy je lze snadno vidět na jižní polokouli noční oblohy.
Vědci poznamenávají, že s LMC se děje něco zvláštního. V mlhovině Tarantula, která je součástí LMC, objevili astronomové skutečný inkubátor formování hvězd. Jak se však ukázalo, vzniklo zde mnohem méně hvězd, než se zdá na první pohled.
Faktem je, že asi 5 procent z 5900 studovaných velkých a velmi velkých hvězd nacházejících se v LMC nepatří do této galaxie. BMO je skutečně ukradl MMO. Vědci dospěli k tomuto závěru poté, co zjistili, že se tyto hvězdy ve srovnání se zbytkem otáčejí opačným směrem. Navíc chemické složení těchto hvězd není vůbec podobné složení, které je obvykle charakteristické pro hvězdy LMC. Tyto hvězdy obsahují mnohem těžší prvky, jako je železo a vápník. Vědci se domnívají, že taková plodnost mlhoviny Tarantula je způsobena právě tím, že LMC ukradl hvězdy IMO. Kromě toho BMO neváhá spotřebovávat plyn od svého vesmírného souseda. V tomto případě plyn zrychluje tak silně, že „vznítí“zbytkové plyny mezi dvěma galaxiemi.
Galaxy Hercules A
Uprostřed galaxie Hercules A (3C 348) je obrovská černá díra s hmotností 2,5 miliardy Sluncí! Je 1 000krát hmotnější než celá Mléčná dráha a produkuje dvě obří trysky plazmy, které prakticky zakrývají celou galaxii, ve které jsou umístěny. Kromě toho se tyto proudy plazmy rozpínají po 1,5 milionu světelných let a zakrývají jiné galaxie, včetně Mléčné dráhy, která je v průměru 15krát menší. Popisované množství energie je velmi obtížné. Výstupní odraz černé díry ve středu v ekvivalentu rádiových vln je miliardkrát vyšší než u našeho Slunce.
To je dost, aby byl Hercules jedním z nejjasnějších zdrojů rádiových vln, jaké kdy byly pozorovány. Růžový-červený paprsek na obrázku nahoře je plazma atomových částic a magnetických polí zrychlených na relativistické rychlosti (téměř rychlost světla). Objemné kulovité shluky podél okrajů pravděpodobně naznačují mnoho časných neuvěřitelných výbuchů.
To vše bohužel nevidí pouhým okem, to znamená, že jde pouze o reprezentaci umělce. Obrázek byl vytvořen na základě optických dat z kamery Wide Field Camera 3 Hubbleova teleskopu, jakož i na základě pozorování rádiového dalekohledu Large Large Array (Super Large Antenna Array).
Starověcí bílí trpaslíci Mléčné dráhy
Naše galaxie je velmi stará. Je téměř stejně stará jako samotný vesmír. Při pozorování střední tyče Mléčné dráhy objevili astronomové shluk 70 bílých trpaslíků - husté a kompaktní hvězdy s hmotou Slunce (nebo dokonce více), ale ne větší než Země.
V baru je samozřejmě mnohem více hvězd, ale vědci se zajímali o určitou skupinu, která se nachází v relativní otevřenosti od kosmického prachu a nachází se asi 25 000 světelných let od Země.
Nyní tyto hvězdy nejsou ničím jiným než astronomickými relikvemi, ale podle vědců nám mohou říci, jak se naše galaxie objevila. Předpokládá se, že někteří bílí trpaslíci mají více než 12 miliard let. Vědci se navíc domnívají, že tito bílí trpaslíci byli mezi hvězdami, které kdysi „nasazovaly“naši galaxii. Historie Mléčné dráhy začala s nimi. Následovaly miliony hvězd, které dokončily svůj životní cyklus, a jejich hmotu rozptýlily po 100 000 světelných let.
Neuvěřitelně jasná galaxie
Kosmický dalekohled NASA WISE objevil nejjasnější galaxii, jakou kdy byl nalezen. Její jas je ekvivalentní jasu více než 300 bilionů sluncí. Dotyčné fotony galaxie WISE J224607.57-052635.0 musely cestovat 12,5 miliard let, aby nám zanechaly své poselství a poskytly nám představu o tom, jak vesmír vypadal na úsvit svého narození.
Tato galaxie je tak jasná, že je obtížné dokonce se podívat na její úplný obraz podle umělcovho pohledu, který lze vidět výše. Svým jasem však hvězdám vůbec nedluží. Galaxie je díky své černé díře tak jasná. Je tak masivní, že do jisté míry dokonce zpochybňuje naše chápání fyziky.
Vědci jsou překvapeni, že raný vesmír mohl být pro takové vesmírné objekty útočištěm. Obvykle černé díry mají omezenou „obžerství“a minulý čas by nestačil, aby spolkla celou galaxii. Tato černá díra však byla schopna několikrát překonat „hranici své voracity“, dokud nedosáhla hmotnosti, kterou má nyní. Natočila se tolik, že nyní uvolňuje (regurgituje) obrovské množství energie, které doslova zasáhne obrovský kokon plynu, který se zde nachází, který se nakonec začne osvětlovat oslnivou aurou.
Malá galaxie s obří černou dírou
Ultrakompaktní trpasličí galaxie M60-UCD1 by mohla změnit naše chápání černých děr a koncept trpasličích galaxií obecně. Je to jen 300 světelných let, což je jen 0,2 procenta velikosti Mléčné dráhy. Tato galaxie však obsahuje černou díru s hmotností rovnající se 21 milionům sluncí. Pro srovnání, černá díra ve středu Mléčné dráhy je mnohem větší, ale má hmotnost pouhých 4 milionů Sluncí.
Až donedávna se věřilo, že velikost galaxií a velikost černých děr spolu souvisí. Tento objev však tento model zpochybnil a naznačuje, že velikosti těchto dvou vesmírných objektů mohou být zcela nepřekonatelné. A vědci k tomu mají vysvětlení.
Faktem je, že M60-UCD1 nebyla vždy trpasličí galaxie. Astronomové z University of Utah (USA) věří, že tato galaxie byla kdysi domovem 10 miliard hvězd. Dostala se však příliš blízko ke svému většímu galaktickému sousedovi, který ji ve skutečnosti okradl. Výsledkem je, že v galaxii zůstává pouze asi 140 milionů hvězd. Díky tomu je M60-UCD1 nakonec jednou z nejmenších galaxií s masivní černou dírou ve středu. Stejný předpoklad vědců však vyvolává další otázky. Jsou trpasličí galaxie „selhávajícími“velkými galaxiemi, nebo se všichni v určitém okamžiku své historie stali kořistí svých větších sousedů?
Galaxy EGS8p7
Galaxie EGS8p7 stará 13,2 milionu let je tak stará, že bychom ji neměli vidět. Po Velkém třesku byl vesmír nějakou dobu horkým shlukem protonů a elektronů. Po ochlazení se částice spojily a vytvořily neutrální vodík. Pointa je, že v tomto případě by naše dalekohledy nebyly schopny detekovat rané světlo vesmíru, protože by musely procházet mnoha různými deformacemi.
Poté, co se ve vesmíru objevily galaxie a další zdroje energie, plyn reionizovaly, rozptýlili jeho hustou akumulaci a otevřeli cestu světlu. Tato událost se však stala asi o miliardu let později, takže EGS8p7 je od nás příliš daleko, abychom ji mohli vidět. A přesto si astronomové nějak všimli, že byli schopni zachytit linii Lyman-alfa galaxie, což je druh jejího čárového kódu. Projevuje se, když relativně mladá hvězda začne vyzařovat ultrafialové světlo do okolního plynu a zanechává tepelný podpis. Tento podpis byl detekován spektrometrem MOSFIRE na observatoři Keck na Havaji.
A přesto by Lyman-alfa linie galaxie EGS8p7 měla zůstat skryta ranním neprůhledným vodíkem. Astronomové si nejsou zcela jisti, jak se světlo z EGS8p7 podaří prorazit takovou překážku. Existuje předpoklad, že záření místních hvězd je tak silné, že reionizovalo část vesmíru mnohem dříve než jiné galaxie.
Prsten Andromedy
Náš nejbližší soused, galaxie Andromeda (M31), je obklopen obřím prstenem (nebo halo). Samotná Andromeda je dvakrát větší než Mléčná dráha a prodlužuje se přes 200 000 světelných let. Jeho halo navíc zabírá prostor asi 2 miliony světelných let. Působí jako maják pro astronomy, kteří zde hledají kvasary. Ultrafialové světlo, které se dostalo k vědeckým nástrojům Hubbleova kosmického dalekohledu, poskytlo vědcům představu o tom, jak se kolem Andromedy může vytvořit takový obrovský prsten plynu.
Prsten je částečně vyroben z galaktického plynu a je jakýmsi obrovským skladištěm hmoty pro budoucí a vznikající hvězdy. Je také bohatá na těžké prvky produkované supernovami, které se nacházejí na hranicích Andromedy a vypuzují se za její hranice. Samotný prsten je bohužel pro lidské oko neviditelný, ale na noční obloze by to byl 100krát větší průměr za úplňku.