Astronomové se ve svých pozorováních často setkávají s jevy, které jsou nejen obtížně vysvětlitelné, ale jednoduše nemožné je popsat. Čím dále se díváme do vesmíru, tím více takových jevů najdeme. Navrhujeme, abyste se seznámili s tuctem některých z nejzajímavějších galaktických jevů a zvláštností shromážděných v průběhu let pečlivého rozjímání o vesmíru.
Galaxie Triangulum II
Galaxie Triangulum II, která se nachází na okraji Mléčné dráhy, už ohromila mnoho astronomů svými neuvěřitelně rychlými hvězdami. Náš malý galaktický soused je obsahuje rekordně malý počet - jen asi 1000 (například v Mléčné dráze je jich 100 miliard). V Triangulu II však číhá kolosální hmota.
Při pozorování této galaxie pozoroval Keckův velký dalekohled na sopce Mauna Kea na Havaji šest hvězd, které se pohybovaly mnohem rychleji, než se očekávalo. Faktem je, že galaxie je tak temná, že dalekohledem bylo viditelných pouze těchto šest hvězd. I díky těmto hvězdám však vědci dokázali vypočítat gravitační síly trojúhelníku II a jeho celkovou hmotnost. Ukázalo se, že galaxie je hmotnější než souhrnná hmotnost všech jejích hvězd.
Vědci zjistili, že tato galaxie obsahuje nejvyšší koncentraci temné hmoty ze všech dříve studovaných galaxií. Francouzští astronomové ze Štrasburské univerzity se nicméně domnívají, že důvodem tak silného rozptylu hvězd a šera galaxie je účinek gravitačních sil galaxií sousedících s Triangulum II.
Taková vysoká koncentrace temné hmoty v Trojúhelníku II dává vědcům přímou příležitost pokusit se studovat tuto podivnou látku, která představuje 24 procent z celkové hmotnosti vesmíru. Vzhledem k tomu, že tato galaxie obsahuje velmi málo hvězd, neprodukuje prakticky žádné záření gama, což dává šanci detekovat rentgenové síly z interakce temné hmoty. Jelikož je galaxie prakticky mrtvá, měly by být tyto signály zaznamenávány jasně, s malým nebo žádným zkreslením z množství zdrojů kosmické energie přítomných ve více „živých“oblastech.
Propagační video:
Tajemný galaktický prsten
Američtí a maďarští astronomové nedávno narazili na strukturu ve vesmíru, která se ukázala být tak obrovská, že je těžké uvěřit v její existenci. Ukázalo se, že tato struktura je shluk galaxií, které vytvořily jakýsi prstenec, který se táhne téměř 5 miliard světelných let. Tento objekt je tak obrovský, že na noční obloze v optickém rozsahu by vypadal 70krát větší než celý disk měsíce.
Astronomové byli schopni vypočítat odhadovanou velikost tohoto kosmického prstence díky podobnosti sedmi pozorovaných výbuchů gama záření - jednoho z největších jevů uvolňování výbušné energie ve vesmíru. Záblesky gama záření se obvykle vyskytují, když hvězda přejde do superzářivé supernovy a poté se změní na černou díru.
Vzhledem k tomu, že pozorované výbuchy byly prakticky ve stejné vzdálenosti od sebe, astronomové předpokládali, že jsou součástí stejné kosmické megastruktury. Samozřejmě byste také neměli zahodit pravděpodobnost náhody. Existence galaktického prstence této velikosti je v rozporu s našimi kosmologickými modely, které popisují limit velikosti pro největší objekty ve vesmíru, což 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 neví. Existují však návrhy, že stejná tajemná temná hmota je nějak zodpovědná za vytváření takových vesmírných objektů neuvěřitelné velikosti.
Tayna Galaxy
Spojením síly kosmických dalekohledů Hubble a Spitzer astronomové objevili jeden z nejvzdálenějších objektů ve vesmíru. Vědci se zároveň domnívají, že se tento objekt objevil jen 400 milionů let po Velkém třesku. To znamená, že je to také jeden z nejstarších objektů ve vesmíru. Tento objekt je stěží patrná a extrémně vybledlá galaxie zvaná Tayna, což v jihoamerickém dialektu znamená „prvorozená“. Vědci dosud objevili 22 z těchto „prvorozených“galaxií, které vznikly krátce po Velkém třesku.
K nalezení galaxie Tayna bylo zapotřebí síly dvou nejlepších vesmírných dalekohledů lidstva a hodně pomoci z galaktického klastru MACS J0416.1-2403 vzdáleného asi čtyři miliardy světelných let. S hmotou kvadrilionů sluncí tahá tato kupa galaxií neuvěřitelné množství světla, vytváří gravitační čočku a umožňuje pohled na Taynu, která je v podstatě za ní. Dalekohled Jamese Webba, který má být vyslán do vesmíru v roce 2018, nám poskytne lepší pohled na tuto galaxii a poskytne mnohem více podrobností o tomto zástupci prvních galaktických objektů ve vesmíru.
Galaktická chůva
Astronomové si nejsou zcela jisti svými znalostmi o tom, jak se rodí galaxie. Obecně se uznává, že galaxie berou veškerou nezbytnou hmotu pro svou tvorbu z intergalaktického prostředí. Existují však i jiné předpoklady. Podle jednoho z nich k počáteční tvorbě galaxie dochází z hustého hromadění temné hmoty, kolem kterého se začínají hromadit mraky vodíku a dalších plynů, přitahované gravitačními silami. Další teorie spočívá v tom, že galaxie jsou formovány z hmoty ze specifického zdroje. První možnost je příliš dlouhá na to, aby mohla být ověřena z observačních dat. Nikdo nikdy nesledoval tu sekundu.
Alespoň donedávna. Vědci z Kalifornského technologického institutu pomocí nástroje Cosmic Web Imager namontovaného na dalekohledu Hale Telescope na Palomarské observatoři objevili protogalaktický disk (velmi mladá, právě se formující galaxie) vzdálený 10 miliard světelných let daleko. Skládá se z horkého plynu, jehož objem se zvyšuje studeným plynem, který mladá galaxie přijímá z vlákna takzvaného Kosmického webu, vedle kterého se galaxie formuje. Vědci věří, 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 a umožnila vědcům určit její přítomnost.
„Velké Magellanovo pobouření“
Velký Magellanovo mračno (LMC) a jeho trpasličí společník, Malý Magellanovo mračno (MMO), jsou naše nejbližší sousední galaxie vzdálené přibližně 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 Tarantule, části LMC, objevili astronomové skutečný inkubátor formování hvězd. Ale jak se ukázalo, zde se tvoří mnohem méně hvězd, než se na první pohled zdá.
Faktem je, že asi 5 procent z 5900 studovaných velkých a velmi velkých hvězd umístěných v LMC do této galaxie nepatří. BMO je vlastně ukradl z IMO. Vědci dospěli k tomuto závěru poté, co zjistili, že se tyto hvězdy otáčejí opačným směrem než ostatní. Navíc chemické složení těchto hvězd není vůbec podobné tomu, které je obvykle charakteristické pro hvězdy LMC. Tyto hvězdy obsahují mnohem více těžkých prvků, jako je železo a vápník. Vědci se domnívají, že taková plodnost mlhoviny Tarantula je způsobena právě tím, že LMC krade hvězdy z IMO. BMO navíc neváhá sžírat benzín od svého vesmírného souseda. V tomto případě plyn zrychluje tak silně, že „zapálí“zbytkové plyny mezi dvěma galaxiemi.
Galaxy Hercules A
Ve středu galaxie Hercules A (3C 348) je obří černá díra s hmotností 2,5 miliardy sluncí! Je 1 000krát hmotnější než černá díra Mléčné dráhy a produkuje dva obří paprsky plazmy, které zatemňují prakticky celou galaxii, ve které se nacházejí. Kromě toho, tyto proudy plazmy, které se táhnou 1,5 milionu světelných let, zakrývají další galaxie, včetně Mléčné dráhy, jejíž průměr je 15krát menší. Množství energie zde nalezené je velmi obtížné popsat. Výstupní zpětný ráz černé díry ve středu v ekvivalentu rádiových vln je miliardkrát vyšší než u našeho Slunce.
To je dost na to, aby se Hercules A stal jedním z nejjasnějších zdrojů rádiových vln, jaké kdy byly pozorovány. Růžovo-červený paprsek na obrázku nahoře je plazma atomových částic a magnetických polí zrychlených na relativistické rychlosti (téměř rychlost světla). Objemné kulové hvězdokupy podél okrajů s největší pravděpodobností naznačují mnoho raných, neuvěřitelných výbuchů.
Bohužel to vše je pouhým okem neviditelné, to znamená, že je to jen reprezentace umělce. Obrázek byl vytvořen na základě optických dat z Wide Field Camera 3 Hubblova dalekohledu, stejně jako pozorování radioteleskopu Very Large Array (Super Large Antenna Array).
Starověcí bílí trpaslíci z Mléčné dráhy
Naše galaxie je velmi stará. Je téměř tak starý jako samotný vesmír. Pozorováním centrální lišty Mléčné dráhy astronomové objevili shluk 70 bílých trpaslíků - husté a kompaktní hvězdy s hmotou Slunce (nebo i více), ale ne větší než Země.
V baru je samozřejmě mnohem více hvězd, ale vědci se zajímali o konkrétní skupinu, která se nachází v relativní otevřenosti vůči kosmickému prachu a nachází se asi 25 000 světelných let od Země.
Nyní tyto hvězdy nejsou nic jiného než astronomické památky, podle vědců nám však mohou vyprávět o tom, jak se naše galaxie objevila. Někteří bílí trpaslíci jsou považováni za starší než 12 miliard let. Vědci si navíc myslí, že tito bílí trpaslíci byli mezi těmi hvězdami, které kdysi „nasazovaly“naši galaxii. S nimi začala historie Mléčné dráhy. Následovaly miliony hvězd, které dokončily svůj životní cyklus, a rozptýlily svou hmotu na více než 100 000 světelných let.
Neuvěřitelně jasná galaxie
Vesmírný dalekohled NASA WISE objevil nejjasnější galaxii, která byla kdy nalezena. Jeho jas odpovídá jasu více než 300 bilionů sluncí. Fotony dotyčné galaxie WISE J224607.57-052635.0 musely cestovat 12,5 miliardy let, aby nám zanechaly své poselství a poskytly nám představu o tom, jak vesmír ve skutečnosti vypadal na úsvitu svého zrodu.
Tato galaxie je tak jasná, že je těžké se dokonce dívat na její plný obraz z pohledu umělce, který je vidět výše. Za svůj jas však vděčí hvězdám vůbec. 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 útočištěm pro takové vesmírné objekty. Obvykle jsou černé díry omezeny ve své „obžerství“a uplynulý čas by nestačil na to, aby pohltila celou galaxii. Tato černá díra však byla schopna několikrát překonat „hranici své vířivosti“, dokud nedosáhla masy, kterou má nyní. Už se tak „pohltila“, že nyní uvolňuje (regurgituje) obrovské množství energie, které doslova zasáhne obrovský gigant plynu, který se zde nachází a 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 o hmotnosti ekvivalentní 21 milionům sluncí. Pro srovnání, černá díra ve středu Mléčné dráhy má mnohem větší velikost, ale má hmotnost pouze 4 miliony Sluncí.
Až donedávna se věřilo, že velikost galaxií a velikost černých děr spolu souvisí. Tento objev však zpochybnil tento model a naznačuje, že velikosti těchto dvou vesmírných objektů mohou být zcela nesouměřitelné. A vědci na to mají vysvětlení.
Faktem je, že M60-UCD1 nebyl vždy trpasličí galaxií. 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 vlastně okradl. Výsledkem je, že v galaxii zůstává jen 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 „selhaly“velkými galaxiemi, nebo se všechny staly oběťmi svých větších sousedů v určitém okamžiku své historie?
Galaxy EGS8p7
13,2 miliard let stará galaxie EGS8p7 je tak stará, že bychom ji neměli vidět. Po Velkém třesku byl vesmír po nějakou dobu horkou hvězdokupou protonů a elektronů. Po určité době ochlazování se částice spojily a vytvořily neutrální vodík. Závěrem je, že v tomto případě by naše dalekohledy nebyly schopny detekovat rané světlo vesmíru, protože by muselo projít mnoha různými zkresleními.
Poté, co se ve vesmíru objevily galaxie a další zdroje energie, reionizovaly plyn, rozptýlily jeho hustou akumulaci a otevřely cestu světlu. Tato událost se však odehrála již asi o miliardu let později, takže EGS8p7 je od nás příliš daleko, než abychom ji viděli. A přesto si astronomové nějak všimli, že dokázali zachytit linii Lyman-alfa galaxie, což je její druh čárového kódu. Projevuje se to, když relativně mladá hvězda začne vyzařovat ultrafialové světlo do okolního plynu a zanechává po sobě tepelný podpis. Tento podpis byl detekován spektrometrem MOSFIRE na Keckské observatoři na Havaji.
A přesto měla linie Lyman-alfa galaxie EGS8p7 zůstat skryta časně neprůhledným neutrálním vodíkem. Astronomové si nejsou zcela jisti, jak se světlo z EGS8p7 dokáže prorazit přes takovou překážku. Existuje předpoklad, že záření místních hvězd je tak silné, že reionizovalo část vesmíru mnohem dříve než jiné galaxie.
Bonus: Ring of Andromeda
Náš nejbližší soused, galaxie Andromeda (M31), je obklopen obřím prstenem (nebo halo). Samotná Andromeda je dvakrát větší než Mléčná dráha a přesahuje 200 000 světelných let. Jeho halo navíc zabírá prostor asi 2 miliony světelných let. Funguje jako maják pro astronomy, kteří zde hledají kvasary. Ultrafialové světlo, které zasáhlo vědecké přístroje Hubblova kosmického dalekohledu, dalo vědcům představu o tom, jak by se kolem Andromedy mohl vytvořit takový obří prstenec plynu.
Prstenec, částečně vyrobený z galaktického plynu, je jakousi obrovskou zásobárnou hmoty pro budoucí a vznikající hvězdy. Je také bohatý na těžké prvky produkované supernovy, které se nacházejí na hranicích Andromedy a jsou vymrštěny za její hranice. Samotný prsten je bohužel pro lidské oko neviditelný, ale na noční obloze by to byl stokrát větší průměr než úplněk.
Nikolay Khizhnyak