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, celý svůj život ale 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. Roku 2021 vyhrál 18. ročník Astronomické olympiády kategorie GH, o rok později pak 19. ročník v kategorii EF. Na XXVI. Mezinárodní astronomické olympiádě získal bronzovou medaili, na I. Mezinárodní olympiádě v astronomii a astrofyzice pro juniory zlatou medaili. Správce Instagramu ČAS.

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


5. vesmírný týden 2023

5. vesmírný týden 2023

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 30. 1. do 5. 2. 2023. Měsíc bude v úplňku. Velmi nízko na večerní obloze je výrazná planeta Venuše a o něco výše také jasný Jupiter. Nejvýše najdeme večer Mars, který je kolem 20. hodiny nad jihem. Kometa C/2022 E3 (ZTF) je pěkná při pohledu dalekohledem a na velmi tmavé obloze je slabě vidět pouhým okem. Aktivita Slunce se snížila, skvrn výrazně ubylo. SpaceX má za sebou v lednu již 6 startů a očekáváme ještě sedmý. USA si připomenou výročí 65 let startu první družice Explorer-1, ale také 20 let od tragické havárie raketoplánu Columbia.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Tromsø lights

Titul Česká astrofotografie měsíce za prosinec 2022 získal snímek „Tromsø lights“, jehož autorem je Jan Klíma     Kdo by neznal slavnou polární záři. Ať již ze snímků oblohy z dalekého severu či z ještě, alespoň pro nás ještě vzdálenějšího jihu, nebo třeba z divadelní hry

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Jižní kříž nad horou

Fotografie je focena v Chilských Andách v podmínkách s velmi nízkým světelným smogem.

Další informace »