Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Astronomové detekovali fluor ve vzdálené mladé galaxii s intenzivní tvorbou nových hvězd
Jiří Srba Vytisknout článek

Astronomové detekovali fluor ve vzdálené mladé galaxii s intenzivní tvorbou nových hvězd

Vizualizace zachycuje galaxii NGP–190387 s probíhající tvorbou hvězd a vysokým obsahem prachu.
Autor: ESO/M. Kornmesser

Pomocí radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, nalezl tým astronomů fluor v galaxii vzdálené 12 miliard světelných let. Jejímu světlu tedy trvalo 12 miliard let, než dolétlo až k nám. V takto daleké galaxii s intenzivní tvorbou hvězd se fluor podařilo detekovat vůbec poprvé. Objev přináší nové informace o tom, jak ve vesmíru vzniká prvek, který se vázaný ve sloučeninách fluoridech vyskytuje v našich kostech a zubech.

Všichni víme, že existuje chemický prvek fluor, protože každý den používáme zubní pastu, která ho obsahuje v podobě sloučenin – fluoridů,“ říká Maximilien Franco (University of Hertfordshire, UK), vedoucí studie, která byla publikována ve vědeckém časopise Nature Astronomy. Jako většina prvků kolem nás i fluor původně vznikl uvnitř hvězd. „Až dosud jsme však přesně nevěděli, jakým způsobem k tomu dochází, ani jaký typ hvězd většinu fluoru ve vesmíru produkuje!

Maximilien Franco a jeho spolupracovníci zaznamenali fluor (v podobě sloučeniny fluorovodík, fluoran, HF) v rozsáhlých oblacích plynu ve vzdálené galaxii NGP–190387, kterou pozorujeme tak, jak vypadala v době, kdy byl vesmír pouze 1,4 miliardy let starý (což je asi desetina jeho současného věku). Jelikož hvězdy v závěrečných stadiích vývoje vyvrhují do svého okolí chemické prvky vytvořené ve svém nitru, je zřejmé, že ty, které ve sledované mladé galaxii vyrobily fluor, musely prožít svůj životní cyklus a zaniknout velmi rychle.         

Členové týmu se domnívají, že nejpravděpodobnějšími producenty fluoru jsou Wolf-Rayetovy hvězdy – velmi hmotné stálice, které žijí pouze několik milionů let, což je jen ‚okamžik‘ ve srovnání s historií vesmíru. S jejich pomocí je možné vysvětlit pozorované množství fluorovodíku, které astronomové zaznamenali. Wolf-Rayetovy hvězdy byly jako možný zdroj fluoru navrženy již v minulosti, ale vědci až dosud nevěděli, jak významné tyto objekty byly při jeho produkci v raných fázích vývoje vesmíru.     

Ukázali jsme, že Wolf-Rayetovy hvězdy, které patří k nejhmotnějším stálicím ve vesmíru a mohou v závěrečné fázi vývoje prudce explodovat, nám svým způsobem pomáhají udržovat zdravé zuby,“ vtipkuje Maximilien Franco.   

Kromě stěžejní úlohy těchto hvězd byly v minulosti navrženy také další scénáře, jak by ve vesmíru mohlo docházet ke vzniku a šíření fluoru. Jedním z příkladů jsou pulsace obřích vyvinutých stálic s hmotností až několikrát převyšující Slunce, které jsou označovány jako hvězdy asymptotické větve obrů. Členové týmu si však myslí, že tyto alternativní scénáře, u nichž je v některých případech potřeba až miliard let vývoje, nemohou plně vysvětlit množství fluoru pozorované v galaxii NGP–190387.  

V případě této galaxie trvalo pouze desítky, maximálně stovky milionů let, než dosáhla obsahu fluoru, který je srovnatelný s hvězdami v Mléčné dráze staré 13,5 miliardy let. „Je to zcela nečekaný výsledek,“ říká profesor Chiaki Kobayashi (University of Hertfordshire). „Naše měření přináší zcela nový pohled na původ fluoru, který vědci zkoumají po dvě desetiletí.“

Objev v galaxii NGP–190387 představuje jedno z mála pozorování fluoru mimo Mléčnou dráhu a její nejbližší galaktické okolí. Astronomové sice již v minulosti detekovali přítomnost tohoto prvku ve vzdálených kvasarech – hyperaktivních jádrech mladých galaxií, kterým energii dodávají superhmotné černé díry, ale dosud se jim nepodařilo zaznamenat ho v galaxii s probíhající tvorbou hvězd v takto rané fázi vývoje vesmíru.

Detekce fluoru byla v tomto případě náhodným objevem, který se podařil díky využití kosmických a pozemních observatoří. Galaxie NGP–190387, původně objevená Herschelovým kosmickým dalekohledem (Herschel Space Observatory) Evropské kosmické agentury a následně pozorovaná pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Chile, je na svou vzdálenost mimořádně jasná. Data získaná pomocí ALMA potvrdila, že výjimečná zářivost NGP–190387 byla částečně způsobena jinou hmotnou galaxií, která se nachází velmi blízko spojnice mezi námi a NGP–190387. Hmotná galaxie zesílila signál, který pozorovali Franco a jeho tým, což jim umožnilo zaznamenat slabé záření emitované fluorem v NGP–190387 před miliardami let.

Budoucí výzkum galaxie NGP–190387 dalekohledem ELT (Extremely Large Telescope), který je ve fázi výstavby v Chile a měl by zahájit vědecká pozorování na konci tohoto desetiletí, by mohl odhalit další i z jejích tajemství. „ALMA je citlivá na záření emitované chladným mezihvězdným plynem a prachem,“ vysvětluje Chentao Yang, vědecký asistent ESO v Chile. „Pomocí ELT budeme schopni pozorovat u NGP–190387 přímo světlo hvězd a získáme tak zásadní informace o této složce její hmoty.“

Poznámky

Výzkum byl prezentován v článku "The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4", který byl publikován ve vědeckém časopise Nature Astronomy (https://doi.org/10.1038/s41550-021-01515-9).

Složení týmu: M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Kanada, a National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Kanada), C. Yang (European Southern Observatory, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Španělsko), J. S. Spilker (Department of Astronomy, University of Texas at Austin, USA), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), M. J. Michałowski (Astronomical Observatory Institute, Faculty of Physics, Polsko)

Další informace

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ku prospěchu všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících otázek a šíření fascinace astronomií. Podporujeme mezinárodní spolupráci v astronomii. ESO byla založena jako mezivládní organizace v roce 1962 a dnes ji tvoří 16 členských států – Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie – a dvojice strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. Ústředí ESO, návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází v blízkosti Mnichova v Německu, zatímco chilská poušť Atacama, úžasné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, hostí naše dalekohledy. ESO provozuje tři observatoře: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na hoře Paranal jsou to dalekohled VLT (Very Large Telescope) a interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometer), stejně jako dva přehlídkové teleskopy – VISTA pracující v infračervené oblasti a VST (VLT Survey Telescope) pro viditelné světlo. Na Observatoři Paranal bude ESO také hostit a provozovat pole teleskopů CTAS (Cherenkov Telesope Array South) pro detekci Čerenkovova záření v atmosféře - největší a nejcitlivější observatoř gama záření na světě. Společně s mezinárodními partnery provozuje ESO teleskopy pro milimetrovou a submilimetrovou oblast APEX a ALMA pracující na planině Chajnantoru. Na hoře Cerro Armazones poblíž Paranalu stavíme nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled, Extremly Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“. Z našich kanceláří v Santiagu řídíme naši činnost v Chile a spolupráci s místními partnery a veřejností.

Astronomická observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je mezinárodním partnerským projektem organizací ESO, NSF (US National Science Foundation) a NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za členské státy financována ESO, NSF ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a NSC (National Science Council of Taiwan) a NINS ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu a KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) v Koreji. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze strany Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

University of Hertfordshire přináší transformační dopad vysokoškolského vzdělávání pro všechny. Její studenti, zaměstnanci a projekty neustále dosahují svého plného potenciálu. Prostřednictvím vysoce kvalitní výuky, 550 studijních programů, špičkových výzkumných projektů a silných obchodních partnerství myslí výše, vyčnívají a pozitivně ovlivňují místní, národní a mezinárodní komunity.

Odkazy

Kontakty

Petr Kabáth; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

Jiří Srba; překlad; Email: j.srba@seznam.cz

Maximilien Franco; Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire; Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom; Tel.: +33-649956665; Email: m.franco@herts.ac.uk

Chiaki Kobayashi; Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire; Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom; Tel.: +44-7757116615; Email: c.kobayashi@herts.ac.uk

Chentao Yang; European Southern Observatory; Santiago, Chile; Tel.: +56 2 2463 3053; Email: cyang@eso.org

Bárbara Ferreira, ESO Media Manager, Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: press@eso.org

Press Office, University of Hertfordshire, Hatfield, UK; Tel.: +441707 285770; Email: news@herts.ac.uk

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (ESO2115, 4. listopadu 2021)



O autorovi

Jiří Srba

Jiří Srba

Narodil se v roce 1980 ve Vsetíně. Na střední škole začal navštěvovat astronomický kroužek při Hvězdárně Vsetín, kde se stal aktivním pozorovatelem meteorů a komet. Zde také publikoval své první populárně astronomické články. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH). Připravuje české překlady tiskových zpráv Evropské jižní observatoře.

Štítky: Wolf-Rayet Stars, Radioteleskop ALMA, Tisková zpráva ESO


42. vesmírný týden 2025

42. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 13. 10. do 19. 10. 2025. Měsíc je vidět nad ránem a po poslední čtvrti bude ubývat k novu. Jeho světlo nebude večer rušit pozorování komet. Jasnější je C/2025 A6 (Lemmon), o něco slabší C/2025 R2 (SWAN). Planeta Saturn je vidět celou noc, Jupiter a Venuše jsou vidět nejlépe ráno. Slunce je zatím málo aktivní. SpaceX plánuje opět testovat Super Heavy Starship při letu IFT-11. Před 50 lety byla vypuštěna první plně operační geostacionární meteorologická družice GOES-1.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Když se blýská v dáli

Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2025 obdržel snímek „Když se blýská v dáli“, jehož autorem je astrofotograf Lukáš Veselý Měsíc září je již dávno za námi a s ním i další kolo soutěže Česká astrofotografie měsíce. A tentokrát se porota opravdu „zapotila“. Ze 42 zaslaných snímků vybrat ten

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 5146 Zámotok

IC 5146 (Zámotok) je emisná hmlovina a otvorená hviezdokopa v súhvezdí Labuť. Objavil ju nemecký astronóm Max Wolf 28. júla v roku 1894. Neskôr v roku 1899 ju pozoroval aj britský astronóm Thomas Espin. Hmlovina je obklopená okrajom tmavej hmloviny s názvom Barnard 168, ktorá oddeľuje hmlovinu od hviezdneho pozadia. Červená farba hmloviny je spôsobená ionizáciou od centrálnej jasnej hviezdy spektrálneho typu B0, ktorá svojím ultrafialovým žiarením ionizuje okolitý vodík. Modrasté sfarbenie niektorých častí hmloviny je spôsobené rozptylom viditeľného svetla z hviezd na prachu, ktorý sa v hmlovine nachádza. Vek centrálnej a najjasnejšej hviezdy sa odhaduje na 100 tisíc rokov a v okolitej otvorenej hviezdokope sa nachádza niekoľko stoviek mladých hviezd s priemerným vekom okolo milión rokov. Z tohto vyplýva, že na tomto mieste pravdepodobne došlo k niekoľkým epizódam hviezdotvorby, ktoré pokračujú až dodnes. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSH filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 85x180sec. R, 68x180sec. G, 76x180sec. B, 130x120sec. L, 99x600sec Halpha, 74x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 8.8. až 30.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »