Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Dalekohled Jamese Webba na stopě temné hmoty
Jan Herzig Vytisknout článek

Dalekohled Jamese Webba na stopě temné hmoty

První snímek JWST se zvýrazněným difúzním mezigalaktickým světlem ICL (černá a bílá)
Autor: NASA, ESA, STScI, IAC Team

Jen zlomek hvězd v galaktických kupách putuje mezigalaktickým prostorem. Tyto hvězdy byly kdysi vymrštěny ze svých mateřských hvězdných ostrovů vlivem obrovských slapových sil působících mezi jednotlivými galaxiemi. Světlo vydávané těmito hvězdami je nazýváno „mezigalaktické“, z anglického Intra-cluster Light (ICL). Je však extrémně slabé, jeho jasnost je menší než jedno procento jasnosti nejtmavší oblohy, jež na Zemi můžeme pozorovat. Z vědeckého hlediska je ale velmi hodnotné, protože hvězdy, které ho vydávají při svém pohybu, následují gravitační pole dané galaktické kupy, a tak díky němu můžeme zkoumat rozložení temné hmoty.

Poslední listopadový den zveřejnili vědci z Kanárského astrofyzikálního institutu studii zabývající se zkoumáním tohoto světla na základě dat získaných Webbovým dalekohledem. Konkrétně se zaměřili na kupu galaxií SMACS-J0723.3-7327, kterou jsme mohli vidět na úplně prvním zveřejněném snímku JWST, známém jako Webbovo první hluboké pole. Dříve již proběhly podobné výzkumy, které se zakládaly na datech získaných Hubbleovým dalekohledem, avšak Webbovy fotografie jsou až dvakrát hlubší, a tak nabídnou nejen mnohem lepší pohled na oblasti dříve zkoumané Hubblem, ale také umožní studovat mezigalaktické světlo (ICL) v až dvakrát vzdálenějších galaktických kupách. Klíčové pro výzkum tohoto zvláštního a extrémně slabého světla bylo vynalezení nové techniky analýzy dat z JWST. Studie skvěle poukázala na potenciál využití Webbova dalekohledu pro studium něčeho tak vzdáleného a málo jasného.

Myšlenka sledování rozložení temné hmoty pomocí ICL světla byla pozorováním potvrzena. Pokud vyneseme do grafu pozorovanou závislost hmotnosti hvězd emitujících ICL na jejich hustotě, ukazuje se velká podobnost s predikovaným vlivem hala temné hmoty. Poloha temné hmoty se doposud odvozovala například z map rozložení hmoty získaných na základě míry gravitačního čočkování vzdálenějších objektů, stopování pomocí ICL by však mohlo být mnohem detailnější. V souvislosti s tím bychom se obecně velmi posunuli v charakteristice vlastností prvních galaxií. Každopádně se jedná o zajímavou ukázku velkého potenciálu vesmírného teleskopu Jamese Webba, který se diametrálně liší od „standardních“ konceptů, jako je přímé fotografování nejstarších galaxií zvětšených gravitačním čočkováním nebo analýza jejich spektra.

Webbovo první hluboké pole Autor: NASA/JWST
Webbovo první hluboké pole
Autor: NASA/JWST
Vedle zkoumání temné hmoty je ale pozorování ICL světla užitečné i pro výzkum formování tak obrovských struktur, jako jsou kupy galaxií. Z analýzy dat získaných Webbem u této kupy vědci zjistili, že její vnitřní části byly utvořeny srážkami větších hvězdných ostrovů, zatímco vnější nabalováním galaxií podobných té naší. Z pozorované asymetrie zkoumaného slabého záření podél západo-východního směru dokonce odvodili, že kupa se stále formuje. Na obrázku nahoře lze tuto asymetrii vysledovat v podobě dvou proudů hmoty vlevo a velké smyčky vpravo.

JWST nám umožní charakterizovat distribuci temné hmoty v těchto obrovských vesmírných strukturách s nebývalou přesností, a navíc pouze pomocí klasického elektromagnetického záření.“, shrnul Ignacio Trujillo, jeden z autorů výzkumu.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org
[2] Původní studie
[3] LSST GSC o ICL



O autorovi

Jan Herzig

Jan Herzig

Narodil se roku 2008 v Plzni, žije v Horšovském Týně. Studuje na Gymnáziu J. Š. Baara v Domažlicích. Vesmír ho uchvátil v 11 letech, nyní mu věnuje většinu svého času. Věnuje se teoretické i praktické astronomii. Na teoretické obdivuje možnost popsání vesmíru pomocí elegantních rovnic. V souvislosti s praktickou ho fascinuje pohled na vesmír vlastníma očima i svým dvaceticentimetrovým dalekohledem. Baví ho i popularizace astronomie a kosmonautiky, a to jak psaním článků, tak komentováním na youtube či v rádiu. V posledních třech letech se čtyřikrát umístil na vítězných pozicích ve finálových kolech Astronomické olympiády. Na XXVI. Mezinárodní astronomické olympiádě získal bronzovou medaili, na I. a II. Mezinárodní olympiádě v astronomii a astrofyzice pro juniory zlatou medaili, ve druhém případě k tomu dosáhl na 1. místo v Evropě. Správce Instagramu ČAS.

Štítky: Gravitační čočka, Raný vesmír, Galaxie, Temná hmota, Jwst


15. vesmírný týden 2024

15. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 4. do 14. 4. 2024. Měsíc bude v novu a v Americe uvidí úplné zatmění Slunce. Na večerní obloze se loučíme s kometou 12P/Pons-Brooks, která na začátku dubna ještě o magnitudu zjasnila a na večerní obloze ji doplní Jupiter a srpek Měsíce. Aktivita Slunce je nižší. Přistál Sojuz MS-24. SpaceX intenzivně chystá další testovací let SuperHeavy Starship. Delta IV Heavy pro technický problém rampy ještě neletěla. Před 65 lety byla vybrána v USA první sedmička astronautů a před 60 lety začal program Gemini.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě

Titul Česká astrofotografie měsíce za únor 2024 obdržel snímek „Kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě“, jehož autorem je Jan Beránek.   Vlasatice, dnes jim říkáme komety, budily zejména ve středověku hrůzu a děs nejen mezi obyčejnými lidmi. Možná více se o ně zajímali panovníci.

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Bodeho galaxie M81 a M82

Bodeho hmlovina (iné názvy: Bodeho galaxia, Messier 81, M 81, NGC 3031) je špirálová galaxia vzdialená od Slnka 12 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Veľká medvedica. Objavil ju Johann Elert Bode v roku 1774. Cigara (iné názvy: Messier 82, M 82, NGC 3034) je nepravidelná galaxia typu (Ir II) v súhvezdí Veľká medvedica s výraznými stopami výbuchu jadra. Jej zdanlivá jasnosť je 9,2m, absolútna jasnosť -20,2m, celková hmotnosť 10 miliárd hmotností Slnka, priemer 32 000 ly. Vo vodíkovej čiare Hα má vláknitú štruktúru, expandujúcu smerom od centra rýchlosťou asi 1 000 km.s-1 pri vzdialenosti 5 000 ly od jadra. Kinetická energia expandujúcich plynov sa odhaduje na 1048-1059 J. Expanzia sa vysvetľuje výbuchom, ktorý nastal v jadre galaxie pred 1 000 000 rokmi. Niektorí autori vysvetľujú pozorovanú šírku spektrálnych čiar ich zložitým, multipletovým charakterom bez predpokladaného výbuchu. Fotograficky sa dosiaľ nepodarilo rozlíšiť v galaxii jednotlivé hviezdy. Televíznou technikou sa potvrdila prítomnosť hviezd v jej centrálnych oblastiach (horúce B hviezdy) i v okrajových oblastiach (hviezdy spektrálnych typov A, F). Fotografie v infračervenom svetle dokázali, že v centrálnej časti galaxie je niekoľko zhustení B hviezd; celý tento komplex sa nazýva superkopa B hviezd. M82 je zdrojom rádiového a röntgenového žiarenia. Najjasnejší kompaktný zdroj rádiového žiarenia v jadre galaxie má priemer iba 25 svetelných dní. Rádiové pozorovania dokázali, že galaxia je vo veľkom komplexe mrakov neutrálneho vodíka, ktorý je spoločný aj pre galaxiu M81. Vzdialenosť od Zeme 10 miliónov ly. Skúsil som zlúćiť čerstvé dáta z minuloročnými snímkami a k tomu pridat Halpha vrstvu. Dokopy to bolo cez 33 hodin dát. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, FocusDream focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Dáta z roku 2023: EQ5Pro, GSO Newton astrograf 150/600, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, myFocuserPRO2, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, Siril, Starnet++, Adobe photoshop 138x180 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 134x360 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, master bias, 240 flats, master darks, master darkflats Dáta z roku 2023: 269x180 sec. Lights gain5, offset115 pri -10°C 14.2. až 10.4.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »