Související stránky k článku Pohled na galaxie přetvářející raný vesmír
S deep fieldy se to mělo podobně jako s mnoha dalšími odvážnými nápady – vytáhly se během pauzy na kafe a ne všichni se hrnuli do jejich realizace. Naštěstí v týmu Hubbleova vesmírného dalekohledu zvítězila zvědavost nad opatrností a mnohahodinová expozice na první pohled prázdné části oblohy odhalila více než 1500 galaxií. V dalším díle Rozhovorů si povíme více o těchto nejhlubších snímcích vesmíru a taky o tom, co jsme se dozvěděli z prvního deep fieldu pořízeného Vesmírným dalekohledem Jamese Webba.
Astronomové objevili šest nových hmotných galaxií v raném vesmíru. Jsou však mnohem větší a hmotnější, než bylo předpokládáno. Vědci očekávali, že naleznou malé galaxie na počátku svého vývoje a namísto toho zjistili, že objevené hvězdné ostrovy jsou v podobné fázi vývoje jako naše Mléčná dráha.
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.
Jiří Svoboda a Ivana Orlitová z Astronomického ústavu AV ve své nedávno publikované práci zkoumají úroveň rentgenového záření z galaxií označovaných souhrnným pojmem „zelené hrášky“. Tyto galaxie jsou zajímavé zejména z toho důvodu, že svými vlastnostmi připomínají dávné galaxie, které mohly sehrát důležitou úlohu v reionizaci vesmíru v jeho mladých fázích.
Stovky milionů let po Velkém třesku byl vesmír úplně odlišný, než jak ho známe dnes. Nedávno astronomové odhalili, že komplexní fyzika raného vesmíru mohla vést k formaci supermasivních hvězd, z nichž každá mohla dosahovat hmotnosti stotisíckrát větší, než jakou má naše Slunce. Nikdy jsme však formace těchto hvězd nepozorovali a při zkoumání této vesmírné epochy se tak vědci musí spolehnout „jen“ na sofistikované počítačové modely.
Už je tomu více než rok, co pravidelně dostáváme nové a nové snímky z největšího kosmického dalekohledu současnosti, Dalekohledu Jamese Webba. V infračerveném světle jsme si tak mohli za tuto dobu prohlédnout již většinu z těch nejznámějších objektů hlubokého vesmíru. V nedávné době se k nim přidala Krabí mlhovina. Tu na obloze můžeme najít v souhvězdí Býka nedaleko hvězdy Zeta Tauri. V Messierově katalogu jí patří výsostné první místo. Jde asi o nejznámější pozůstatek po výbuchu supernovy, jaký na obloze najdeme.
Astronomové využili radioteleskop ALMA k detekci značného množství prachu ve velmi vzdálené galaxii, kterou pozorujeme tak, jak vypadala krátce po svém vzniku – v období, kdy byl vesmír starý pouze 4 % současného věku. Jedná se o zatím nejvzdálenější galaxii, ve které byl prach úspěšně detekován. Pozorování rovněž přineslo objev kyslíku v dosud největší vzdálenosti. Tyto výsledky poskytují zcela nový pohled na zrod a explozivní zánik prvních hvězd ve vesmíru.
Astronomové využívající soustavu 66 radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) objevili nevýrazné stopy ohromné v prachu zahalené galaxie s intenzivní tvorbou hvězd, jaká doposud nebyla pozorována. Její původ se datuje do období raného vesmíru. Nově objevená galaxie pojmenovaná 3MM-1 se nachází ve vzdálenosti 12,5 miliardy světelných roků od Země.
Na počátku vesmíru, uvnitř horkého a nahuštěného prostředí, byly vytvořeny tři prvky, vodík (H), helium (He) a malé množství lithia (Li). V Mendělejevově periodické tabulce jich je dnes zapsáno celkem 118, valná většina z nich byla s největší pravděpodobností zformována uvnitř jader masivních hvězd, v supernovách a při srážkách neutronových hvězd.
Mezinárodní tým astronomů využil radioteleskop ALMA k detekci záření kyslíku ve vzdálené galaxii, kterou pozorujeme tak, jak vypadala 700 milionů let po velkém třesku. Jedná se o dosud nejvzdálenější galaxii, ve které se kyslík podařilo jednoznačně pozorovat. Kyslík je zde pravděpodobně ionizován intenzivním vyzařováním mladých obřích hvězd. Tato galaxie by mohla být příkladem jednoho typu zdrojů zodpovědných za reionizaci vesmíru v raných fázích jeho vývoje.
Tým astronomů, jehož vedoucím byl George Becker z University of California, Riverside, učinil překvapující objev: před 12,5 miliardami roků obsahovalo nejméně průhledné místo ve vesmíru relativně malé množství hmoty. Již dlouho je známo, že vesmír je vyplněn systémem podobným síti tvořené temnou hmotou a plynem. Tato „kosmická pavučina“ obsahuje většinu hmoty ve vesmíru, zatímco galaxie podobné naší Mléčné dráze představují pouze její malou část. V současné době je plyn mezi galaxiemi téměř zcela průhledný, protože je udržován v ionizovaném stavu – elektrony jsou vytržené z atomů v důsledku energetické „koupele“ v intenzivním ultrafialovém záření.
Unikátní vlastnosti dalekohledu Jamese Webba vedly k odhalení úzkého jet streamu (tryskového proudění v atmosféře) nad vrcholky oblačnosti v rovníkové oblasti Jupiteru. Dalekohled umožňuje snímat záření v blízké infračervené oblasti spektra, které jsou vhodné také ke studiu vrstev atmosféry ve výšce asi 25 až 50 km nad vrcholky oblaků. Vítr zde přesahuje rychlost 500 km/h, což na Zemi odpovídá rychlosti větru silného tornáda. Tento jev dosud nemohl být pozorován jinými dalekohledy, pro jejich nízké rozlišení a nepozorovaly jej ani kosmické sondy.
Astronomové využívající radioteleskop ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) objevili dvojici neuvěřitelně jasných a velmi hmotných galaxií v raném vesmíru. Tyto tzv. hyper-zářivé (hyper-luminous) galaxie s překotnou tvorbou hvězd se nacházejí ve vzdálenost přibližně 12,8 miliardy světelných roků od Země, jejich poloha se promítá do souhvězdí Mečouna a jsou předurčeny ke splynutí v jeden objekt – velmi hmotnou eliptickou galaxii. Článek o tomto objevu byl publikován v časopise Astrophysical Journal.
Bystré „oko“ dalekohledu Jamese Webba svým objevem znovu překvapilo astronomy. Teleskop se zaměřil na jednu z nejjasnějších mlhovin na noční obloze, která zdobí meč známého souhvězdí mytologického lovce Oriona, a sice Velkou mlhovinu v Orionu. Jedná se o hvězdotvornou oblast nacházející se 1 350 světelných let od nás. Její šířka dosahuje asi 33 světelných let a na nočním nebi je o něco větší než Měsíc v úplňku.
Kamera NIRCam (Near Infrared Camera) z JWST pořídila zajímavý snímek povrchu Jupiterova měsíce Europa. A co je na tomto snímku nejzajímavější? JWST totiž společně s tímto snímkem i identifikoval na ledovém povrchu Europy oxid uhličitý, který pravděpodobně pochází z podpovrchového oceánu měsíce.
12. 7. 2023 uplynul přesně rok od zveřejnění prvních plnohodnotných vědeckých fotografií z Webbova kosmického dalekohledu. U příležitosti tohoto prvního výročí byla publikována další dechberoucí fotografie. Je na ní zachycena Zemi nejbližší hvězdotvorná oblast v blízkosti hvězdy Rho Ophiuchi. Na první pohled se rozhodně jedná o jednu z vůbec nejpůsobivějších fotografií, které jsme za uplynulý rok díky JWST viděli.
Úkolem dalekohledu Jamese Webba je odhalovat dosud neviděné detaily v různých oblastech vesmíru. Díky přelomovému vesmírnému dalekohledu vidíme první galaxie a podmínky, ve kterých vznikaly, pozorujeme protoplanetární disky vznikajících hvězd a vidíme i nové molekuly, které je tvoří a dosud nešly spatřit. Zkoumáme atmosféry exoplanet a můžeme detailně pozorovat planety Sluneční soustavy v dosud neviděném detailu v infračerveném oboru spektra. Právě uveřejněným snímkem Saturnu se uzavřelo snímání všech čtyř plynných obrů.
Ano, právě tolik hvězdných ostrovů se skrývá na nové fotografii dalekohledu Jamese Webba zachycující oblast oblohy nazývanou jako GOODS-South. Byla pořízena v rámci jednoho z největších vědeckých programů, jakým se teleskop během prvního roku svého provozu zabýval. Ten nese název JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Studies) a i když ještě není ukončen, už tak se mu podařilo značně změnit naše domněnky o galaxiích a vzniku hvězd v raném vesmíru.
Exoplaneta VHS 1256 b se nachází 40 světelných roků od Země a obíhá kolem dvou hvězd v souhvězdí Havrana (Corvus). Obíhá je ve vzdálenosti 4× větší než Neptun kolem Slunce, což astronomům hraje do karet, protože se světlo z hvězdy nemíchá se zářením exoplanety. Jeden oběh jí trvá přes 10 000 let. Již první výsledky naznačují výskyt pohybujících se křemičitanů, vody, oxidu uhelnatého a zřejmě i uhličitého v její atmosféře.
V souhvězdí Šípu (Sagitta), zhruba 15 000 světelných let od Země, se nachází známá Wolfova-Rayetova hvězda WR 124, která byla zkoumána mimo jiné i Hubbleovým vesmírným dalekohledem. Nedávno se na ni také zaměřil největší teleskop ve vesmíru, JWST. Ten pomocí infračervených přístrojů NIRCam a MIRI poodhalil struktury rozsáhlé mlhoviny, vzdálené galaxie v pozadí a především předehru smrti masivní hvězdy – supernovy.
