Vzdálený vesmír
Dalekohled Jamese Webba se kromě skupiny kolidujících galaxií známých jako Stephanův kvintet zaměřil také na další galaxii, která prošla srážkou. Přezdívá se jí Kolo od vozu, protože na snímcích opravdu trochu připomíná loukoťové kolo ze starých kočárů. Dříve šlo totiž o spirální galaxii, podobnou té, která tvoří naši Mléčnou dráhu. Po srážce se však rozpadla a bývalá spirální ramena tvoří paprsky vedoucí k oněm loukotím na okrajích, obehnaným obručí, kterou představuje intenzivní tvorba nových hvězd. Část hmoty, nebo zbytek druhé galaxie, která srážku prodělala, vidíme jako podobně zbarvenou galaxii vlevo od té velké.
Astrofyzikální proGResy z Opavy: Mezinárodní tým fyziků spolu s vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě publikoval v červencovém čísle vědeckého časopisu Monthly Notices of Royal Astronomical Society článek, ve kterém se popisuje chování hmoty okolo černých děr zcela novým způsobem. Tyto nové modely, které vycházejí ze superpočítačových simulací a mnohem lépe popisují chování látky v takto extrémním prostředí, by mohly být prakticky aplikovány i při řešení problémů tady na Zemi. Ukazují totiž velmi detailně chování plazmatu v extrémních podmínkách a mohou se tak stát klíčem k realizaci fúzních elektráren jako trvalého zdroje energie pro lidstvo.
Podle nové studie mezinárodního týmu vědců umožní JWST astronomům získat přesná měření hmotnosti raných galaxií. Na základě dat z blízké infračervené kamery NIRCam získal tým odhady hmotnosti některých vzdálených galaxií, které jsou 5 až 10× přesnější než předchozí měření. Je to další ukázka, jak JWST převratně mění naše chápání toho, jak rostly a vyvíjely se nejstarší galaxie ve vesmíru.
S tím, jak jsou postupně uvolňovány další snímky z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST), můžeme se setkat i s jejich zpracovanými verzemi. V dnešním článku se podíváme na trojici galaxií očima kamery MIRI, která snímá střední vlnové délky infračerveného pásma. Uvidíme tedy především rozložení prachu v galaxiích, ale také aktivní jádro s černou dírou, která silně pohlcuje hmotu v okolí. Takovou aktivní galaxií je NGC 7496 na úvodním snímku.
Mezinárodní expertní tým známý vyvrácením několika objevů černých děr oznámených jinými autory se poprvé podepsal pod nalezení černé díry hvězdné hmotnosti ležící v sousední galaxii Velkém Magellanově mračnu. Vědci navíc zjistili, že hvězda, ze které černá díra vznikla, zmizela bez jakékoli známky silné exploze. Objev astronomové učinili díky šesti letům opakovaných pozorování pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře.
Supermasivní černá díra uprostřed kvazaru H1821+643, který je vzdálen od Země asi 3,4 miliardy světelných roků, rotuje zhruba poloviční rychlostí světla. Kompozitní snímek kvazaru H1821+643 v úvodu článku obsahuje rentgenové záření zachycené družicí Chandra (modrá barva), které bylo zkombinováno s rádiovým zářením z radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (červená barva) a s optickým světlem z dalekohledu PanSTARRS na Havaji (bílá a žlutá barva).
Nově objevená hvězda pojmenovaná S4716 dosahující rychlosti 8 000 km/s se přibližuje na vzdálenost 98 AU (astronomických jednotek) k objektu Sagittarius A*, což je supermasivní černá díra o hmotnosti 4,1 miliónu hmotností Slunce v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy. Toto gravitační monstrum je obklopeno skupinou hvězd (označovanou jako S-cluster), která kolem černé díry obíhá vysokou rychlostí.
Na novém snímku s vysokým rozlišením vidíme mlhovinu Tarantule, což je zářící region rodících se hvězd ve Velkém Magellanově oblaku. Na fotografii vynikají řídké oblaky plynu, které poskytují přehled o tom, jak tuto oblast formují velmi hmotné hvězdy.
Některé zajímavé typy galaxií, např. takzvané Zelené hrášky (Green Pea galaxies), vykazují značný přebytek rentgenového záření, než je pro galaxie obvyklé. Tento přebytek není snadné vysvětlit, je ale velmi zajímavý, protože naznačuje, že tyto galaxie by mohly být zodpovědné za re-ionizaci vesmíru. Astronomové z ASU společně s kolegy ze zahraničí studovali, zda by za tento přebytek nemohlo být odpovědné rentgenové záření horkého plynu v mladých hvězdokupách.
Aktivní galaktická jádra a některé rentgenové dvojhvězdy spojuje to, že u nich dochází k dopadu hmoty na černou díru. V případě galaxií má černá díra hmotnost milion až miliardakrát větší, než je hmotnost našeho Slunce. U rentgenových dvojhvězd má černá díra jen několik jednotek až desítek hmot Sluncí a její rozměr čítá jen několik desítek km. Proto u černých děr v rentgenových dvojhvězdách můžeme pozorovat v průběhu času výrazné změny v množství dopadající hmoty a s tím související stavy s vysokou a nízkou svítivostí, vytváření a vyhasínání relativistických výtrysků. V nedávné publikaci vedené Emily Moravec se astronomové blíže podívali na velký soubor aktivních galaktických jader s cílem prozkoumat vztah mezi mírou dopadu hmoty na černou díru a vyvrhováním relativistických výtrysků v porovnání s rentgenovými dvojhvězdami.
Během tiskové konference, která se souběžně uskutečnila po celém světě včetně ředitelství Evropské jižní observatoře v Garchingu v Německu, astronomové zveřejnili první snímek superhmotné černé díry v centru naší Galaxie. Prezentované výsledky představují zásadní důkaz, že tento objekt je skutečně černou dírou. Přinášejí také významné poznatky o fungování těchto kosmických gigantů, o kterých se soudí, že sídlí v jádrech většiny galaxií. Snímek vytvořili odborníci celosvětového vědeckého týmu ‚Event Horizon Telescope Collaboration‘ na základě dat pořízených globální sítí radioteleskopů sdružených pod hlavičkou EHT.
Díky novým měřením soustavy radioteleskopů ALMA vědci zjistili, že takzvané PSB (Post-Starburst) galaxie v sobě shromažďují plyn místo toho, aby ho rozptylovaly, jak se dříve předpokládalo. S tímto objevem ale vyvstává nová otázka. Co těmto galaxiím brání v tvorbě nových hvězd?
Pierre Vermot ze Skupiny galaxií a planetárních systémů ASU analyzoval interferometrická pozorování blízké aktivní galaxie NGC 1068. Povšiml si, že pořízené údaje svědčí o nesymetriích v umístění struktur aktivního jádra, v rozporu se současnými modely.
Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr věnují výzkumu i dalších mimořádně kompaktních objektů ve vesmíru. Jedním z nich jsou neutronové hvězdy – mimořádně husté pozůstatky po vzplanutích supernov, které jsou tvořeny velmi hustou látkou složenou převážně z neutronů. V nedávné vědecké práci se zaměřili na poměrně nově zkoumanou vlastnost – míru kompaktnosti blízko jejího povrchu, kterou obrazně nazvali pracovně „obezitou“. Navazují tak na výzkum legendárního astrofyzika Kipa Thorna, který se proslavil mj. tím, že se podílel na scénáři filmu Interstellar z roku 2014.
Astrofyzikální proGResy z Opavy
Tato malá skupina galaxií pojmenovaná Hickson Compact Group 40 (známá též jako Arp 321) obsahuje tři spirální galaxie, jednu eliptickou a jednu čočkovou galaxii. Zhruba ve vzdálenosti jedné miliardy světelných roků je čeká časem srážka a splynutí v jeden objekt, kterým by měla být obří eliptická galaxie. V rámci svých 32. narozenin Hubbleův vesmírný teleskop HST zachytil tyto galaxie ve velmi nestandardním okamžiku v jejich životě, jak se navzájem k sobě přibližují a pokračují ve svém tanci, avšak zatím se nacházejí před splynutím.
HD1, tak zní označení potenciálně úplně nejvzdálenějšího kosmického objektu, který kdy lidé svými přístroji spatřili. Od této galaxie k nám světlo podle prvotních měření letělo 13,5 miliardy let. Díváme se tedy na vzhled objektu, jak vypadal ve chvíli, kdy vesmír existoval pouhopouhých 300 milionů let, což činí jen něco málo přes dvě procenta současné doby existence kosmu. Rudý posuv galaxie se rovná hodnotě 13,3. Tento, podle prvních měření opravdu mimořádný objev učinili vědci z Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian Institut.
V rámci programu HST s názvem Hubble’s Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS) byla objevena hvězda, kterou opustilo záření v době, kdy byl vesmír starý pouze 6 % jeho současného věku, tedy zhruba 900 miliónů roků po Velkém třesku. Obdržela označení WHL0137-LS a přezdívku Earendel. Světlo této hvězdy, jejíž rudý posuv je z = 6,2, potřebuje 12,9 miliardy roků, než dosáhne Země.
Naše galaxie začala vznikat před 12 miliardami let. Od té doby se její hmotnost a velikost zvětšovala, především slučováním s jinými galaxiemi. Zřejmě nejzajímavější je, že tento proces ještě úplně neskončil. Za pomoci údajů ze sondy Gaia od společnosti ESA mohou astronomové pozorovat, jak probíhá. To jim umožňuje rekonstruovat historii naší galaxie a odhalit tak rodokmen menších galaxií, který pomohl vytvořit Mléčnou dráhu takovou, jaká je dnes.
Vznik velmi vzácných černých děr s hmotnostmi přes jednu miliardu hmotností Slunce v první miliardě roků po vzniku vesmíru je v astrofyzice otevřenou otázkou. Teoretičtí fyzikové Hooman Davoudiasl, Peter Denton a Julia Gehrlein z Brookhaven National Laboratory vyvinuli model vysvětlující jak vznik těchto primordiálních obrů, tak i podstatu dalšího fenoménu: temné hmoty. Jejich článek byl publikován v časopise Physical Review Letters.
Plyn v galaxiích podléhá mnoha změnám vyplývajícím mimo jiné z interakcí s vnějším prostředím. V kupách galaxií často dochází k vytrhávání celých plynných oblaků, které za galaxiemi zanechávají velmi dlouhé ohony. Pavel Jáchym z ASU v čele rozsáhlého mezinárodního týmu studoval velmi neobvyklý oblak v kupě galaxií v souhvězdí Lva.
