Úterý 27. července 2021, svátek má Věroslav
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 27. července 2021 Věroslav

Co objevil Hubbleův teleskop v zeleném hrášku

Tým vědců zahrnující i Češku Ivanu Orlitovou v údajích z Hubbleova teleskopu vylovil odpověď na otázku, jak vypadala jedna důležitá fáze vývoje vesmíru. Z jejich pozorování galaxie typu „zelený hrášek“ vyplývá, že první galaxie vysílaly dost UV záření na to, aby se většina hmoty ve vesmíru proměnila v ionty.

Mladá galaxie zhruba dvě miliardy let po Velkém třesku | foto: ESO/L. Calçada

Na otázku, jak podle současných vědeckých představ před 13,8 miliardami let vznikl vesmír, by asi dokázal odpovědět každý. Říci, co se podle fyziků a astronomů dělo dále, už by byl pro většinu z nás asi větší oříšek. Přitom i to je pole plné zajímavostí, nečekaných záhad a překvapení.

Sice si stále nejsme tak úplně jisti, proč nějaká hmota ve vesmíru zůstala - kdyby Velký třesk proběhl zcela „čistě“ a bezvadně, všechna hmota se měla anihilovat se současně vznikající antihmotou - ale to nechme být. Pomiňme i zajímavou kapitolu tzv. inflace, kdy se vesmír měl rozpínat rychlostí výrazně přesahující rychlost světla, a přesuňme se asi o miliardu let od Velkého třesku dále. V té době už za sebou vesmír měl něco přes sto milionů let dlouhé „období temna“, následované delším obdobím vzniku prvních hvězd a galaxií.

Kosmology na tomto období zaujalo mimo jiné i to, co se během ní dělo s vodíkem ve vesmíru (který je zajímavý už proto, že tvoří ze statistického hlediska prakticky veškerou hmotu ve vesmíru). V počátečních fázích vesmíru nejprve existovaly samotné elementární částice, které se - jak vesmír chladl - postupně spojovaly do vodíkových jader. Dlouho ale byl natolik horký, že si vodíková jádra nedokázala připoutat elektrony, a tak byl všechen vodík ionizovaný. Když vesmír vstoupil do svého nejtemnějšího období, vodíkový plyn se zchladil a zklidnil natolik, že vodíkové ionty si konečně připoutaly volné elektrony a vytvořily běžné, neutrální atomy.

Pak ovšem došlo k další změně. V době, která nás zajímá, miliardu let po Velkém třesku, už se prakticky veškerý vodík vrátil do svého původního ionizovaného stavu (procesu se říká v kosmologii obvykle jednoduše reionizace vesmíru). Jak k tomu došlo? Ve hře muselo být evidentně záření z nějakých kosmických zdrojů, ale to je hodně obecná odpověď, která mnoho neříká. K ionizaci vodíku je zapotřebí UV záření, a to hlavně velmi krátkých vlnových délek (pod 90 nm). Hlavní otázkou tak je, které zdroje byly zároveň dostatečně silné i početné, aby ho dodaly potřebné množství.

Spekulovalo se například, zda proces nemohly mít na svědomí kvazary. Ty jsou nejjasnějšími objekty, které ve vesmíru známe. Jde o centra vzdálených galaxií, která září díky tomu, jak obří černé díry v jejich jádru postupně pohlcují okolní hmotu. A mimo jiné jsou i velmi silnými zdroji ionizujícího záření. Z pozorování však ke škodě této domněnky vyplývá, že kvazarů nejspíš bylo v době reionizace příliš málo.

Nejlepším kandidátem jsou samozřejmě v té době nově vznikající hvězdy. Ty se ovšem rodí uvnitř hustých mračen plynu a prachu, která velkou část ionizujícího záření z hvězd pohltí. Do okolního prostoru tak unikne jen jeho velmi malá část, a ta by na ionizaci vodíku v mezigalaktickém prostoru v tak (relativně vzato) krátké době neměla stačit.

Snímek galaxie J0925+1403 pořízený Hubbleovým teleskopem.

Snímek galaxie J0925+1403 pořízený Hubbleovým teleskopem

Domněnka byla podložena i empiricky: stovky hodin pozorování galaxií ve vzdáleném i blízkém vesmíru pomocí nejmodernějších přístrojů přinášelo zatím jen samé negativní výsledky: ze žádné ze studovaných galaxií ultrafialové ionizující záření neuniká v takovém množství, jaké by hypotéza potřebovala. Pozorované úniky byly na úrovni pár procent z celkového množství vznikajícího záření, výpočty ovšem předpovídají, že z typické galaxie by mělo uniknout spíše někde kolem 20 procent z celkového množství záření, aby to stačilo na reionizaci vesmíru.

Změnu najdeš v hrášku

Obrat nyní nastává díky studii právě publikované v časopise Nature (přístupná zde), na které spolupracovala s kolegy za zahraničí i Ivana Orlitová z Astronomického ústavu Akademie věd. Autoři nemohli nahlédnout přímo do tak vzdálené minulosti. Je sice možné vidět nějaké záření z raných dob vesmíru, ale zrovna pro tuto otázku důležité ionizující UV záření k nám nedoletí. Mnohem dříve ho pohltí mezigalaktický plyn či prach.

Proto se tým pokusil podmínkám raného vesmíru přiblížit jen vhodným výběrem studijního materiálu. Z milionů galaxií, které máme katagolizované, si vytipovali pět kompaktních trpasličích galaxií zvaných „zelené hrášky“, které sice (alespoň ty známé) vznikly sice teprve před několika miliardami let, ale podobně jako v galaxiích z raného vesmíru se v nich velmi intenzivně tvoří hvězdy. Vědci chtěli zjistit, zda přece jen v těchto galaxiích s intenzivní tvorbou hvězd nepanují nějaké zvláštní podmínky, a ionizující UV záření z nich neuniká ven. Třeba proto, že je v nich málo plynu a prachu, nebo nejsou tyto galaxie tak trochu „děravé“ jako ementál třeba v důsledku výbuchů supernov.

Proč zelené hrášky?

Galaxie s podivnou přezdívkou vypadají zeleně proto, že v oboru viditelného světla silně září ve spektrálních čarách (zejména kyslíku a vodíku), které jsou na "zelených" vlnových délkách (tedy okolo 500 nanometrů). A hrášky proto, že jsou od nás dosti daleko a na snímcích není vidět žádná struktura těchto galaxií, jsou to pro nás se současnou technikou jen takové menší zelené kuličky. Software na analýzu snímků z astronomických dalekohledů je proto zprvu považoval za hvězdy, správně je klasifikovali až lidé.

Nápad to byl nadějný i proto, že „zelené hrášky“ v ultrafialovém spektru ještě nikdy nikdo nepozoroval. To svědčí nejen o tom, kolik zajímavého toho ve vesmíru kolem nás je, ale i obtížích podobného pozorování. UV spektrum se ze zemského povrchu sleduje těžko, protože ho atmosféra pohlcuje (díky bohu, jinak bychom se při pobytu pod širým nebem nepěkně připalovali). Nejlepší je tedy využívat teleskopy kosmické, ale o ty je zase poměrně velká nouze. Tým se tak musel přihlásit do veřejné soutěže o chvíli času Hubbleova teleskopu. Panuje tu značný převis poptávky nad nabídku (cca 10:1), ale pro výběrovou komisi byl nápad na pozorování „zelených hrášků“ zřejmě dostatečně dobře promyšlený a originální, a tak tým uspěl.

Předpověď se potvrdila, a to prý ve všech případech, říká Ivana Orlitová. Oficiálně ovšem byl zveřejněno jenom pozorování první z vybraných galaxií, a to v již zmiňovaném časopise Nature. Ta popisuje výsledky sledování galaxie J0925+1403, která podle nich vypouští do okolního vesmíru několikanásobně více ionizujícího UV záření, než naznačovaly starší údaje. Místo jednoho procenta záření z ní unikalo do okolí až osm procent z celkového UV záření v galaxii vznikajícího. Takové množství dokáže ionizovat přibližně 40krát více vodíku, než kolik činí hmota původní galaxie. Existence takových galaxií nám ukazuje, že únik záření z galaxií je možný, a že tedy právě trpasličí galaxie byly nejspíš zodpovědné za proměnu vesmíru v raných dobách.

Autor:
  • Nejčtenější

Opravdová vesmírná turistika začala. Bezos s hosty strávili minuty v kosmu

O něco málo více než deset minut trvala celá cesta od startu do přistání pro čtyři vesmírné turisty, kteří se v úterý...

Rusko ukázalo novou „neviditelnou“ stíhačku. Šach mat má vzlétnout za dva roky

Rusko představilo chystaný „neviditelný“ letoun 5. generace. Stíhačka s přezdívkou Šach mat má jeden motor, v budoucnu...

Událost vyhubivší dinosaury, přichází průměrně jednou za 500 milionů let

Nové poznatky o kosmickém zabijákovi dinosaurů ukazují, že to byl temný kosmický tulák. Na zkoumání jeho původu se...

Jak začalo strategické bombardování a budování první protivzdušné obrany

Pod pojmem letecký souboj si většina lidí představí boj dvou letounů. V počátcích letectví se však utkávaly i letouny...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Poprava v přímém přenosu. Superzeppelin L 48 podlehl britským stíhačům

Červnový hromadný nálet šesti německých vzducholodí na Británii, v roce 1917, přišel hned na začátku o třetinu své...

KOMENTÁŘ: Cesta do elektromobilního pekla. Auta přinášejí víc problémů než výhod

Premium Nová doba elektromobilní nás vrátí o půlstoletí zpátky: auto bude luxus, mobilita taky a draze to zaplatíme všichni. I...

Mlčeti zlato. Profesionální vyjednavač vysvětluje, jak jednat s dětmi či šéfem

Premium Každý člověk vyjednává v průměru pětkrát za den. Doma s partnerem, s dětmi, v práci se šéfem, s podřízenými. Radim...

Český vlk z Wall Street jde k soudu. Hlavní roli v kauze Via Chem má miliardář Sisák

Premium Schyluje se k dlouho očekávané soudní bitvě, v níž je hlavní postavou známý český finančník a miliardář Petr Sisák...

  • Další z rubriky

Nejbohatší člověk světa poletí vlastní raketou do kosmu i s teenagerem

Ještě nedávno vedl společnost Amazon, nyní předal otěže svému nástupci a rozhodl se vydat na hranici vesmíru ve své...

Planetárium Praha odhalilo unikátní maketu raketoplánu Atlantis

V Praze bude od 22. července možné vidět a prozkoumat světový unikát v podobě modelu přední části raketoplánu Atlantis...

Odstartoval v pořádku, nyní však Rusové řeší problém nového modulu pro ISS

Start nového modulu Nauka (česky Věda) pro ruskou část Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) proběhl podle plánů, později...

Rusko vyslalo nový modul k ISS. Nauka měla letět již v roce 2007

Původní termín letu nového modulu pro Mezinárodní vesmírnou stanici byl v roce 2007. Nyní po 14 letech se konečně ruská...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Královská rodina znovu pohromadě. Palác ukázal společné foto

Členové švédské královské rodiny se po delší době opět setkali. Snímek, na kterém je král Carl XVI. Gustaf (75) s...

Dabéři Naked Attraction: Byli jsme v šoku, že něco takového může vůbec existovat

Nahota je televizní evergreen a stále dokáže diváky přikovat u obrazovek. Počátkem devadesátých let to bylo Tutti...

Představujeme Amouranth, sexuální ikonu hráčů počítačových her

Sedmadvacetiletá Amouranth je jednou z nejpopulárnějších streamerek na světě. Od vysílání průchodů počítačovými hrami...

Neteř princezny Diany se vdala. Vzala si o 32 let staršího miliardáře

Lady Kitty Spencerová (30) se vdala. Neteř princezny Diany si vzala jihoafrického módního magnáta Michaela Lewise (62)....

Mlčeti zlato. Profesionální vyjednavač vysvětluje, jak jednat s dětmi či šéfem

Premium Každý člověk vyjednává v průměru pětkrát za den. Doma s partnerem, s dětmi, v práci se šéfem, s podřízenými. Radim...