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


35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO 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 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »