JWST odhalil nový pohled na mimořádnou galaxii Centaurus A

Centaurus A (známá také jako NGC 5128) je od Země vzdálena přibližně 11 milionů světelných let, což je z kosmického hlediska relativně blízko. Vždyť nejbližší členové místní skupiny, jako je M33 v Trojúhelníku, nebo ještě větší M31 v Andromedě jsou ve vzdálenosti jen asi čtyřikrát bližší. Na rozdíl od většiny okolních galaxií je však tato galaxie velmi aktivní, což z ní činí mocnou laboratoř pro pochopení toho, jak galaxie a černé díry společně rostou a vyvíjejí se.

V jejím jádru se nachází supermasivní černá díra, která se aktivně živí okolní hmotou. Přitom vyzařuje mohutné proudy a uvolňuje obrovské množství energie, čímž utváří galaxii kolem sebe. Zároveň nese Centaurus A stopy dramatické minulosti: velké srážky s jinou galaxií před zhruba dvěma miliardami let. Následky této fúze jsou dodnes viditelné v její neobvyklé struktuře a pokračující tvorbě hvězd.

Pozorování ve viditelném světle pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu nemohla odhalit centrální oblast, kde výhled blokuje prach. Ano, podařilo se tam podívat infračerveným observatořím, např. již vyřazený Spitzerův vesmírný dalekohled zde odhalil rozsáhlé struktury, ale nebyl schopen rozlišit jednotlivé hvězdy. Webbův teleskop nyní přináší pohled nejen detailnější, ale dokážeme rozlišit i hvězdy do různé hloubky galaxie a odhalit, jak to funguje v jejím nitru.

Úžasný prachový pás

Webbův teleskop umí ve střednovlnné infračervené oblasti spektra zdůraznit bohaté prachové struktury galaxie, které ukazují své složité struktury. Pro astronomy to však není úplně běžně vídaný jev. Středem galaxie prochází pokřivený pruh připomínající rovnoběžník, zatímco pramínky hmoty se táhnou směrem ven jako kosmické mraky.

Neobvyklý je také útvar ve tvaru písmene „S“, nejvýraznější právě na snímku z Webbova přístroje MIRI (Mid-Infrared Instrument), který vyvolává otázky, na které bude třeba najít odpověď dalším výzkumem. Co tento tvar vytvořilo? Jak na něj působí černá díra? Je ovlivněn tvorbou hvězd vyvolanou sloučením galaxií?

Mnoho z těch zářivě červených bodů na snímku z přístroje MIRI jsou hvězdy bohaté na prach nebo hvězdné porodnice, kde stárnoucí hvězdy vyvrhují hmotu zpět do vesmíru nebo kde se rodí nové hvězdy. Tento prach je surovinou pro budoucí generace hvězd a planet, a je tak klíčový pro probíhající životní cyklus galaxie.

Zapsáno v jejích hvězdách

Díky vysokému rozlišení teleskopu Webb mohou astronomové nyní studovat Centaurus A hvězdu po hvězdě, a to i v jejím dlouho skrytém centrálním regionu. To, co na snímku na první pohled vypadá jako šum, či zrnění – nejzřetelněji na kombinovaném záběru z kamer MIRI a NIRCam (Near-Infrared Camera) – je ve skutečnosti hustě zaplněné pole plné jednotlivých hvězd, které společně nesou informace o minulosti galaxie.

Webbův teleskop nám dává možnost stát se takovými galaktickými archeology. Každá odhalená hvězda pomáhá rekonstruovat dřívější události: kdy se poprvé vytvořily starší hvězdy, kdy se aktivita tvorby hvězd zpomalila, kdy došlo k nové explozi intenzivní tvorby hvězd během srážky a kdy se z plynu rozvířeného v jejím důsledku zrodily nové hvězdy. Společně tvoří časovou osu vývoje galaxie.

Dynamická černá díra

Schopnosti teleskopu Webb přesahují pouhé snímkování. Analýzou světla pomocí spektroskopie mohou astronomové měřit, jak se plyn v galaxii pohybuje. Vidíme rychle se pohybující ionizovaný plyn proudící směrem ven, pravděpodobně poháněný aktivitou černé díry, a teplejší molekulární vodík v zakřiveném rotujícím disku poblíž centra. Tato pozorování pomáhají prozkoumat jednu z největších otázek astronomie: Jak černá díra ovlivňuje celou galaxii?

Odpověď se zdá být složitá. Černá díra může spouštět tvorbu hvězd stlačováním plynu, ale také ji omezovat tím, že materiál odhání. Centaurus A nabízí vzácný pohled na tuto kosmickou interakci zblízka. Díky sledování prachu v dosud nevídaných detailech, rozlišení milionů hvězd a odhalení pohybu plynu v blízkosti supermasivní černé díry proměňuje Webbův teleskop Centaurus A v živý záznam kosmické historie.

Další neuvěřitelný rok vědy a snímků

Čtvrtý rok vědeckého provozu vesmírného dalekohledu Jamese Webba přinesl další průlomové vědecké poznatky a objevy z různých koutů vesmíru. Astronomové našli nové důkazy o planetě obíhající kolem Alfa Centauri, vzdálené pouhé čtyři světelné roky od našeho Slunce. Webbův teleskop představil osm spektakulárních gravitačních čoček z rozsáhlého průzkumu, který identifikoval stovky kandidátů. Při zkoumání kolébek hvězdokup v blízkých galaxiích vědci zjistili, že hmotnější hvězdokupy vznikají rychleji; mezitím v naší vlastní sluneční soustavě JWST zmapoval vrchní vrstvy atmosféry a polární záře na Uranu.

V raném vesmíru JWST odhalil černou díru, která vznikla ještě před svou galaxií, čímž poskytl nový důkaz o tom, jak vznikly supermasivní černé díry, a identifikoval supernovu, k níž došlo pouhých 730 milionů let po Velkém třesku – dosud nejstarší. Vědci představili dosud nejsilnější důkaz, že některé z „malých červených teček“ objevených Webbovým teleskopem v roce 2022 jsou ve skutečnosti „hvězdy s černou dírou“. JWST se také znovu podíval na Hubbleovo ultrahluboké pole (Hubble Ultra Deep Field), což vedlo k novému pohledu, který odhaluje tisíce vzdálených galaxií sahajících až do nejranějších období kosmické historie.

Mezi jedinečnými snímky pořízenými Webbovým teleskopem v uplynulém roce byly jemné mlhoviny kolem disku, z něhož se rodí planety, složité detaily na okraji mlhoviny Helix, komplexní srdce kosmického motýla a mladé hvězdy ve všech fázích vzniku. JWST zvýraznil světelný maják ve vírech galaxie Messier 77 a detaily hvězdného životního cyklu v galaxii NGC 5134. Webb a Hubble také spojili síly, aby představili dosud nejkomplexnější pohled na Saturn, který ukazuje vrstvy a bouře v jeho atmosféře.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Esawebb.org
[2] Galaxie Centaurus A na Wikipedii