Webb a Hubble odhalují pozůstatek z doby vzniku naší galaxie

Ukazuje se, že tento útvar obsahuje čtyři samostatné generace hvězd, což potvrzuje, že se jedná o prototyp „fosilního fragmentu galaktického výdutě“. Před miliardami let se podobné prapůvodní shluky rozptýlily a následně spojily, čímž vytvořily výduť naší Mléčné dráhy. Terzan 5 však zůstal neporušený až do současnosti.

Nová studie, která kombinovala nedávná pozorování z teleskopu JWST s daty pořízenými v průběhu 12 let pomocí HST, ukázala, že Terzan 5 prošel až čtyřmi odlišnými fázemi tvorby hvězd, což potvrzuje, že se nejedná o pravou kulovou hvězdokupu.

Kulová hvězdokupa má obvykle pouze jednu populaci starých hvězd. Nová data nejen potvrzují existenci dvou odlišných populací hvězd v Terzan 5, ale také poskytují důkaz o dvou novějších vlnách tvorby hvězd. Ačkoli se Terzan 5 nachází v oblasti plné hvězd, ve výduti Mléčné dráhy, tedy centrální sférické oblasti plné starších hvězd naší galaxie, byl dostatečně hmotný na to, aby si zachoval jako samostatný objekt. Lehčí oblaky hvězd se před miliardami let rozptýlily a smísily, čímž vytvořily galaktickou výduť. Je to taková hrudka v jinak dobře promíchaném dortovém těstě.

„Nová pozorování teleskopu Jamese Webba v blízké infračervené oblasti, porovnávaná s archivními pozorováními Hubbleova dalekohledu, nám poskytla mnohem jasnější obraz o historii soustavy Terzan 5,“ uvedla Giorgia Zullo, která výzkum vedla jako doktorandka na Univerzitě v Bologni v Itálii.

Tyto výsledky byly představeny na tiskové konferenci 16. 6. 2026 na 248. zasedání Americké astronomické společnosti a byly zveřejněny v časopise Astronomy & Astrophysics.

Čtyři generace hvězd

Systém Terzan 5, objevený v roce 1968 astronomem Azopem Terzanem, se v mnoha ohledech podobá kulové hvězdokupě. V roce 2009 se však zjistilo, že tento systém obsahuje dvě odlišné populace hvězd. V roce 2016 poskytl Hubbleův teleskop první odhad jejich stáří, který ukázal, že jedna z nich vznikla přibližně před 12 miliardami let (v době, kdy se formovala samotná Mléčná dráha) a druhá asi před 5 miliardami let, těsně předtím, než se začala formovat Země. To naznačovalo složitější historii vývoje než známe u typické kulové hvězdokupy.

Studium objektu Terzan 5 komplikuje jeho poloha. Nachází se v oblasti, která je přeplněná hvězdami a silně zakrytá mezihvězdným prachem. A právě zde pomohl Webbův teleskop, který v infračerveném oboru přes prachová oblaka lépe vidí. Jeho snímky umožnily výzkumnému týmu katalogizovat mnohem více hvězd, včetně těch slabších, než v předchozích studiích. Měřením spektrální třídy a svítivosti hvězd je astronomové mohli zařadit do skupin podle věku a chemického složení.

Webb dokázal změřit tyto klíčové vlastnosti u každé hvězdy v zorném poli – jak u hvězd v Terzan 5, tak u ostatních hvězd s ním nesouvisejících, nacházejících se například někde v popředí. K zjištění, které hvězdy patří k soustavě Terzan 5, se tým mohl opřít právě o dlouhověký HST. Díky odstupu 12 let mezi expozicemi mohli vědci změřit velmi malé pohyby jednotlivých hvězd, tedy jejich tzv. vlastní pohyb, a určit, které hvězdy patří do soustavy Terzan 5 a které jsou součástí výdutě Mléčné dráhy.

Spojením dat z teleskopů JWST a HST vědci objevili velmi přesvědčivé důkazy o existenci dalších dvou hvězdných populací, z nichž jedna vznikla před 3,8 miliardami let a druhá teprve před 2,5 miliardami let. Podařilo se jim také s bezprecedentní přesností určit stáří dříve známých hvězdných populací a zjistit, že vznikly před 12,5 miliardami a 4,7 miliardami let.

Vzhledem k dosud známým dvěma generacím hvězd nemohli astronomové vyloučit možnost, že Terzan 5 interagoval s jiným objektem, jako je kulová hvězdokupa nebo obří molekulární mrak, a obohatil se tak o nový plyn a prach, což vedlo k druhé vlně tvorby hvězd. Se čtyřmi generacemi hvězd jsou však tato vysvětlení v podstatě vyloučena.

Na rozdílné populace hvězd poukázala také měření z pozemských observatoří. Jednak W. M. Keck na Havaji a potom Very Large Telescope Evropské jižní observatoře v Chile. „Spolu se stářím těchto populací uchovává hvězdokupa fosilní záznam postupného obohacování o těžké prvky prostřednictvím explozí supernov,“ uvedl spoluautor studie R. Michael Rich, výzkumník z Kalifornské univerzity v Los Angeles.

Terzan 5 vytvořil několik generací hvězd, protože byl schopen zadržet materiál potřebný k jejich tvorbě. V Terzanu 5 existují důkazy o mohutných explozích supernov, které vytvořily těžší prvky. Ty poté byly zachyceny a vedly k tvorbě nových generací hvězd. V systémech s nižší hmotností by síla samotných explozí mohla vyvrhnout vzniklé prvky a zároveň vymést zbytkový plyn a prach. Předchůdce systému Terzan 5 měl dostatečnou hmotnost, aby tento vyvržený materiál zadržel, což umožnilo vznik nových generací hvězd v průběhu miliard let a zachovat se jako „Fosilní fragment galaktické výdutě“.

Výsledky ukazují, že Terzan 5 je s největší pravděpodobností pozůstatkem mnohem hmotnějšího hvězdného systému, který se původně zformoval před 12,5 miliardami let. Terzan 5 je výjimečný tím, že přežil – a nikdy se nespojil ani se plně „nesmísil“ s výdutí Mléčné dráhy. „Z nějakého důvodu se tento zvláštní shluk hvězd vytvořil odděleně od výdutě a nebyl zničen při samotné tvorbě tohoto centrálního útvaru naší galaxie,“ uvedl Francesco R. Ferraro, profesor na Univerzitě v Bologni a hlavní vedoucí pozorování provedených teleskopem JWST. „Terzan 5 je to, čemu dnes říkáme fosilní fragment galaktického jádra, protože se podobá prapůvodním shlukům, které přispěly tvorbě toho, co tvoří jádro Galaxie dnes.“

Dosud je znám ještě jeden další kosmický objekt podobný Terzanu 5. Liller 1 byl druhým objektem, který byl překlasifikován z kulové hvězdokupy na fosilní fragment jádra Galaxie. Obsahuje rovněž několik generací hvězd. Takových objektů může být více. Ferrarův tým nyní plánuje prozkoumat dalších 40 až 50 kulových hvězdokup obíhajících uvnitř galaktické výdutě, aby určil, zda jsou jejich hvězdné populace stejné, jako u kulových hvězdokup, nebo zda obsahují několik generací, jako u fosilních fragmentů galaktického výdutě.

Tento výzkum může v konečném důsledku zlepšit naše poznatky o tom, jak se centrální výdutě galaxií formují v průběhu stovek milionů let. „Na základě pozorování a podrobných simulací se domníváme, že galaxie v raném vesmíru měly obrovské disky z plynů, které se roztříštily na shluky a vytvořily se zde hvězdy. Tyto shluky pak migrovaly do středu galaxií a mnoho z nich se spojilo a vytvořilo jejich výdutě,“ uvedla Barbara Lanzoni, spoluautorka studie a docentka na Univerzitě v Bologni. Dalekohled Jamese Webba například odhalil několik příkladů „shlukovitých“ galaxií, které se aktivně formovaly, když byl vesmír starý jen několik set milionů let, jako například Firefly Sparkle Galaxy. „Terzan 5 může být přímým důkazem v našem okolí, který pomůže vysvětlit, jak se v galaxiích po celém vesmíru formovala jejich jádra,“ uvedla Barbara.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] esa.int