Vzdálený vesmír
Aktivní jádra galaxií jsou jedním z vděčných cílů pro testy obecné teorie relativity. Prostředí v blízkosti hmotného kompaktního objektu se k záření chová jinak, než jsme zvyklí ze své každodenní zkušenosti. Ne všechny otázky ohledně aktivních galaktických jader jsou zodpovězeny a některé nelze než považovat za zcela zásadní. Tým z Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU vyvinul zcela nový počítačový program umožňující studovat záření přicházející od aktivního galaktického jádra a tak dovozovat vlastnosti některých zde přítomných struktur.
Výzkumníci využívající radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pozorovali nejranější kombinovaný signál kyslíku, uhlíku a prachu z galaxií, pocházející z doby před 13 miliardami roků. Na základě porovnání s jinými signály astronomové určili, že pozorovaná galaxie je ve skutečnosti dvojicí objektů ve fázi splynutí, což z nich dělá nejranější příklad doposud pozorované srážky galaxií.
Tým astronomů pod vedením výzkumníků z Institute of Cosmos Sciences of the University of Barcelona (ICCUB, UB-IEEC) a Besançon Astronomical Observatory analyzoval data z družice Gaia a zjistil, že před 3 miliardami roků nastalo v Mléčné dráze explozivní formování nových hvězd. Během tohoto procesu se zrodilo více než 50 % hvězd, které vytvářejí galaktický disk. Tyto závěry byly odvozeny na základě kombinace vzdáleností, barev a jasností hvězd, které byly změřeny družicí Gaia a počítačových modelů, které předpokládají jejich rozložení v naší Galaxii. Studie byla publikována v časopise Astronomy & Astrophysics.
Temná hmota je jedním z největších tajemství současné astrofyziky a kosmologie. Podle názoru astronomů zahrnuje 90 % veškeré hmoty vesmíru, avšak její existence byla prokázána pouze nepřímo a v poslední době se objevily určité pochybnosti o její existenci. Nové výzkumy uskutečněné mezinárodní školou SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) však odstranily nedávné pochybnosti o přítomnosti temné (skryté) hmoty uvnitř galaxií vyvrácením empirických vztahů na podporu alternativních teorií.
Měření rychlosti současného rozpínání vesmíru neodpovídá hodnotě, která byla očekávána na základě toho, jak vesmír vypadal krátce po Velkém třesku před 13 miliardami roků. Astronomové na základě využití Hubbleova kosmického teleskopu HST podstatně snížili pravděpodobnost, že tato nesrovnalost je určena chybně. Neshoda panuje mezi současnou rychlostí rozpínání vesmíru změřenou pomocí HST a rychlostí rozpínání vesmíru změřenou družicí Planck provozovanou ESA, která studovala podmínky panující v mladém vesmíru zhruba 380 000 roků po Velkém třesku.
Astrofyzikové z University of Arkansas uskutečnili významný pokrok v objasnění záhady, jak si disky v galaxiích zachovávají tvar svých spirálních ramen. Jejich objev podporuje teorii, podle níž tato ramena vznikají v důsledku hustotních vln hmoty, která vytváří spirální strukturu při svém putování napříč galaxií. „Struktura spirálních ramen v discích galaxií je záhadou,“ říká Ryan Miller, hostující odborný asistent fyziky. „Nikdo neví, co určuje tvar těchto spirál a proč mají určitý počet ramen. Naše výzkumy poskytují jasnou odpověď alespoň na část této záhady.“
Astronomové z USA a Jižní Koreje uskutečnili první pozorování s vysokým rozlišením pomocí radioteleskopu TRAO, kterým studovali molekulární oblaka uvnitř impozantní oblasti zrodu nových hvězd ve vnějších oblastech Mléčné dráhy. „Region se nachází za blízkým oblakem prachu a plynu,“ říká Charles Kerton, profesor fyziky a astronomie na Iowa State University a člen výzkumného týmu. „Tento oblak zastiňuje světlo vzdálenějšího regionu, a tak ke studiu oblasti s tvorbou hvězd jsme museli použít infračervené nebo rádiové záření.“
EHT (Event Horizon Telescope) - skupina osmi pozemských radioteleskopů rozložená po celé Zemi - byl vytvořen proto, aby zachytil obraz černé díry. 10. dubna, v několika dohromady koordinovaných tiskových konferencích, vědci EHT ukázali první přímý vizuální důkaz supermasivní černé díry a jejího stínu.
Chtělo by se říci, že dění v celém vesmíru řídí všeobjímající gravitace. To je jistě pravda. Některá pozorování však přinášejí nezvratné důkazy, že pouhé gravitační působení látky, kterou vidíme, některé vlastnosti pozorovaného vesmíru nevysvětlují správně. Odborníci se rozdělili do dvou nestejně zastoupených proudů – jedni předpokládají, že nesoulad lze vysvětlit dodáním hmoty, která není vidět, druzí říkají, že je třeba změnit zákon gravitace.
Astronomové využívající létající observatoř NASA s názvem SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) zjistili, že galaktický vítr vanoucí z centra galaxie Messier 82 (zkráceně M82) je uspořádán v souladu s magnetickým polem a transportuje velké množství hmoty v podobě plynu a prachu – přibližně 50 až 60 miliónů hmotností Slunce.
Skrytý v jednom z nejtemnějších koutů souhvězdí Orion, dva tisíce světelných let od nás, roztáhl mezihvězdným prostorem svá jemná křídla kosmický netopýr. Mlhovinu NGC 1788 osvětlují paprsky mladých hvězd vznikajících v jejím nitru, přestože jsou zahaleny v téměř neprůhledných obálkách prachu. Objekt je sice příliš slabý na to, aby bylo možné ho pozorovat pouhým okem, ale dalekohled ESO/VLT, který pořídil jeden z dosud nejdetailnějších snímků této oblasti, dokázal odhalit nenápadnou barevnost této mlhoviny.
Naše Galaxie – Mléčná dráha – obsahuje odhadem asi 200 miliard hvězd. Avšak to je pouze špička ledovce – naše Galaxie je obklopena obrovským množstvím neznámého materiálu, tzv. temné (skryté) hmoty. Astronomové vědí o její existenci, protože dynamicky by se Mléčná dráha rozpadla na kusy, pokud by ji temná hmota nedržela svojí gravitací pohromadě. Astronomové by si přáli velmi přesně změřit hmotnost naší Galaxie a lépe porozumět tomu, jak se myriády galaxií v celém vesmíru zformovaly a jak se vyvíjely.
Nové závěry pozorování pomocí kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory možná pomohla vyřešit problém „chybějící hmoty“ ve vesmíru. Astronomové se nemohou dopočítat asi jedné třetiny obyčejné hmoty – tj. vodíku, hélia a dalších chemických prvků – která byla vytvořena zhruba v první miliardě roků po Velkém třesku.
Astrometrická družice Gaia Evropské kosmické agentury ESA pohlédla za hranice naší Galaxie a prozkoumala dvě blízké galaxie M31 a M33, aby odhalila pohyb hvězd uvnitř těchto dvou hvězdných ostrovů, a také aby zjistila, kdy nastane kolize galaxie M31 s Mléčnou dráhou – výsledky jsou překvapivé.
Disk složený z hvězd u naší Galaxie – Mléčné dráhy – by měl být do určité míry stabilní a plochý. Místo toho je ve větších vzdálenostech od centra deformovaný a zprohýbaný. Vyplývá to z pozorování astronomů National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC). Z velké vzdálenosti vypadá galaxie jako tenký disk hvězd, které oběhnou kolem centrální části jednou za několik stovek miliónů roků. Stovky miliard hvězd společně s obrovským množstvím temné hmoty poskytují gravitační „pojivo“, které všechny hvězdy drží pohromadě.
Snímek pořízený pomocí dalekohledu ESO/VLT a zařízení MUSE zachycuje zářící mlhovinu s mnoha mladými hvězdami nacházející se ve Velkém Magellanově oblaku – blízké sousední galaxii. Schopnosti přístroje MUSE a relativně malé množství prachu v této oblasti vědcům pomohly získat unikátní detailní záběry centra mlhoviny ve viditelném světle.
Z nové studie vzniklé na základě dat z kosmické observatoře NASA s názvem Chandra X-ray Observatory a astronomické družice XMM-Newton Evropské kosmické agentury ESA vyplývá, že se temná energie měnila v průběhu kosmického věku. Umělecká ilustrace v úvodu článku pomáhá vysvětlit, jak astronomové vypátrali účinky temné energie v období asi jedné miliardy roků po Velkém třesku na základě určení vzdálenosti kvasarů – rychle rostoucích černých děr, které svítí mimořádně jasně. Nové výsledky ukázaly, že vliv temné energie na rozpínání vesmíru v jeho mladém věku byl jiný než dnes.
Slabá záře planetární mlhoviny ESO 577-24 je pozorovatelná pouze asi 10 tisíc let, což je z kosmického hlediska okamžik. Svítící obálku ionizovaného plynu, která představuje doslova poslední výdech umírající hvězdy, jejíž pozůstatky jsou patrné uprostřed snímku, zachytil dalekohled ESO/VLT. Planetární mlhovina při své expanzi dále slábne a postupně zcela zanikne.
Podivný pohyb plynu v centru naší Galaxie může být „kouřovým signálem“, který konečně dovede astronomy k téměř nezachytitelnému typu černých děr – ke kategorii střední velikosti (IMBH – intermediate-mass black hole). Černé díry je docela obtížné objevit, pokud se aktivně nekrmí nebo nesrážejí s jinou hmotou, protože neemitují žádné elektromagnetické záření (s výjimkou snad Hawkingova záření, které – pokud existuje – neumíme detekovat). Je to proto, že elektromagnetické záření nemůže dosáhnout únikové rychlosti z prostoru horizontu událostí. Tudíž černé díry jsou neviditelné pro naše detekční metody, jestliže nedělají něco velmi nápadného.
Nové výzkumy uskutečněné pod vedením astrofyziků z Durham University ve Velké Británii vedou k závěru, že Velký Magellanův oblak (Large Magellanic Cloud – LMC) se může srazit s naší Galaxií zhruba za 2 miliardy roků. Kolize s Velkým Magellanovým oblakem nastane mnohem dříve, než se předpokládá srážka mezi Mléčnou dráhou a nejbližší velkou galaxií M31 v souhvězdí Andromedy, ke které dojde podle předpovědi astronomů zhruba za 5 miliard roků.
