Astronómovia sa pri svojich pozorovaniach často stretávajú s javmi, ktoré sa nielen ťažko vysvetľujú, ale ani jednoducho opísať. Čím ďalej sa pozeráme do vesmíru, tým viac takýchto javov nájdeme. Navrhujeme, aby ste sa oboznámili s tuctom niektorých z najzaujímavejších galaktických javov a zvláštností, ktoré sa zhromaždili v priebehu rokov starostlivého uvažovania o vesmíre.
Galaxia Triangulum II
Galaxia Triangulum II nachádzajúca sa na okraji Mliečnej dráhy už ohromila mnohých astronómov svojimi neuveriteľne rýchlymi hviezdami. Náš malý galaktický sused ich obsahuje rekordne malé množstvo - iba asi 1 000 (napríklad v Mliečnej ceste je ich 100 miliárd). Na Triangulu II však číha kolosálna masa.
Pri pozorovaní tejto galaxie pozoroval Keck Large Telescope, ktorý sa nachádza na sopke Mauna Kea na Havaji, šesť hviezd, ktoré sa pohybovali oveľa rýchlejšie, ako sa očakávalo. Faktom je, že galaxia je taká tmavá, že ďalekohľadom bolo viditeľných iba týchto šesť hviezd. Avšak aj vďaka týmto hviezdam dokázali vedci vypočítať gravitačné sily trojuholníka II a jeho celkovú hmotnosť. Ukázalo sa, že galaxia je hmotnejšia ako kombinovaná hmotnosť všetkých jej hviezd.
Vedci zistili, že táto galaxia obsahuje najvyššiu koncentráciu tmavej hmoty zo všetkých predtým študovaných galaxií. Francúzski astronómovia zo štrasburskej univerzity sa napriek tomu domnievajú, že dôvodom tak silného rozptylu hviezd a matnej galaxie je vplyv gravitačných síl galaxií susediacich s Triangulum II.
Takáto vysoká koncentrácia tmavej hmoty v Trojuholníku II dáva vedcom priamu príležitosť pokúsiť sa študovať túto zvláštnu látku, ktorá predstavuje 24 percent z celkovej hmotnosti vesmíru. Vďaka tomu, že táto galaxia obsahuje veľmi málo hviezd, neprodukuje prakticky žiadne gama žiarenie, čo dáva šancu detegovať röntgenové sily z interakcie tmavej hmoty. Pretože galaxia je prakticky mŕtva, tieto signály by sa mali zaznamenávať zreteľne, s minimálnym alebo žiadnym skreslením z množstva zdrojov kozmickej energie nachádzajúcich sa v „živších“oblastiach.
Propagačné video:
Tajomný galaktický prsteň
Americkí a maďarskí astronómovia nedávno narazili na štruktúru vesmíru, ktorá sa ukázala byť taká obrovská, že je ťažké uveriť jej existencii. Ukázalo sa, že táto štruktúra bola zhlukom galaxií, ktoré vytvorili akýsi prstenec, ktorý sa tiahne takmer 5 miliárd svetelných rokov. Tento objekt je taký obrovský, že na nočnej oblohe v optickom rozsahu by vyzeral 70-krát väčší ako celý disk Mesiaca.
Astronómovia dokázali vypočítať odhadovanú veľkosť tohto vesmírneho prstenca vďaka podobnosti siedmich pozorovaných výbuchov gama žiarenia - jedného z najväčších javov uvoľňovania výbušnej energie vo vesmíre. Výbuchy gama žiarenia sa zvyčajne vyskytujú, keď hviezda prejde do superžiarivej supernovy a potom sa zmení na čiernu dieru.
Pretože pozorované výbuchy boli od seba prakticky v rovnakej vzdialenosti, astronómovia predpokladali, že sú súčasťou rovnakej vesmírnej megastruktúry. Samozrejme sa neoplatí odhodiť ani pravdepodobnosť náhody. Existencia galaktického prstenca tejto veľkosti je v rozpore s našimi kozmologickými modelmi, ktoré popisujú limit veľkosti pre najväčšie objekty vo vesmíre, ktorý je podľa týchto modelov asi 1,2 miliardy svetelných rokov.
A aj keď tento prsteň existuje, prečo je taký veľký? Odpoveď na túto otázku zatiaľ nikto nevie. Existujú však návrhy, že rovnaká záhadná temná hmota je nejako zodpovedná za vytvorenie takýchto vesmírnych objektov neuveriteľnej veľkosti.
Tayna Galaxy
Kombináciou sily vesmírnych ďalekohľadov Hubble a Spitzer astronómovia objavili jeden z najvzdialenejších objektov vo vesmíre. Vedci sa zároveň domnievajú, že tento objekt sa objavil iba 400 miliónov rokov po Veľkom tresku. To znamená, že je tiež jedným z najstarších objektov vo vesmíre. Tento objekt je sotva viditeľná a extrémne vyblednutá galaxia, ktorá sa volá Tayna, čo v juhoamerickom dialekte znamená „prvorodená“. Vedci doteraz objavili 22 z týchto „prvorodených“galaxií, ktoré vznikli krátko po Veľkom tresku.
Na nájdenie galaxie Tayna bola potrebná sila dvoch najlepších vesmírnych ďalekohľadov ľudstva a veľká pomoc z galaktického zhluku MACS J0416.1-2403 vzdialeného asi štyri miliardy svetelných rokov. Táto hromada galaxií s hmotnosťou kvadrillionu Slnka priťahuje neuveriteľné množstvo svetla, vytvára gravitačnú šošovku a umožňuje výhľad na Taynu, ktorá je v podstate za ňou. Teleskop Jamesa Webba, ktorý má byť vyslaný do vesmíru v roku 2018, nám poskytne lepší pohľad na túto galaxiu a poskytne oveľa viac podrobností o tomto predstaviteľovi prvých galaktických objektov vo vesmíre.
Galaktická opatrovateľka
Astronómovia si nie sú úplne istí svojimi vedomosťami o tom, ako sa rodia galaxie. Všeobecne sa uznáva, že galaxie berú všetku potrebnú hmotu pre svoju formáciu z intergalaktického prostredia. Existujú však aj ďalšie predpoklady. Podľa jedného z nich k počiatočnej tvorbe galaxie dochádza z hustého hromadenia tmavej hmoty, okolo ktorého sa začnú hromadiť oblaky vodíka a iných plynov, priťahované gravitačnými silami. Ďalšou teóriou je, že galaxie sa formujú z hmoty z konkrétneho zdroja. Prvá možnosť je príliš dlhá na to, aby sa dala overiť z pozorovacích údajov. Druhý nikdy nikto nepozeral.
Aspoň donedávna. Vedci z Kalifornského technologického inštitútu pomocou nástroja Cosmic Web Imager namontovaného na ďalekohľad Hale na Palomarskom observatóriu objavili protogalaktický disk (veľmi mladá, práve sa formujúca galaxia) vzdialený 10 miliárd svetelných rokov. Skladá sa z horúceho plynu, ktorého objem zvyšuje chladný plyn, ktorý mladá galaxia prijíma z vlákna takzvaného Kozmického webu, vedľa ktorého sa galaxia formuje. Vedci sa domnievajú, že ide o prvý priamy dôkaz existencie Kozmického webu, ktorý spája všetko vo vesmíre.
Vďaka náhodnému umiestneniu dvoch kvasarov do tejto oblasti vesmíru sa časť pavučiny, ktorá dodáva plyn do novovzniknutej galaxie, zahriala a umožnila vedcom určiť jej prítomnosť.
„Veľké Magellanovo pohoršenie“
Veľký Magellanov oblak (LMC) a jeho trpasličí spoločník, Malý Magellanov oblak (MMO), sú našimi najbližšími susednými galaxiami vzdialenými približne 160 000 a 200 000 svetelných rokov. Ako najväčšie trpasličie galaxie v blízkosti Mliečnej dráhy ich možno ľahko vidieť na južnej pologuli nočnej oblohy.
Vedci poznamenávajú, že s LMC sa deje niečo zvláštne. V hmlovine Tarantula, ktorá je súčasťou LMC, objavili astronómovia skutočný inkubátor tvorby hviezd. Ako sa však ukázalo, tu sa tvorí oveľa menej hviezd, ako sa na prvý pohľad zdá.
Faktom je, že asi 5 percent z 5900 študovaných veľkých a veľmi veľkých hviezd nachádzajúcich sa v LMC nepatrí do tejto galaxie. BMO ich vlastne ukradlo z IMO. Vedci prišli k tomuto záveru po tom, čo zistili, že tieto hviezdy sa v porovnaní so zvyškom otáčajú opačným smerom. Navyše chemické zloženie týchto hviezd nie je vôbec podobné tomu, ktoré je zvyčajne charakteristické pre hviezdy LMC. Tieto hviezdy obsahujú oveľa viac ťažkých prvkov, ako je železo a vápnik. Vedci sa domnievajú, že takáto plodnosť hmloviny Tarantula je spôsobená práve tým, že LMC kradne hviezdy z IMO. BMO navyše neváha zjesť benzín od svojho vesmírneho suseda. V tomto prípade plyn akceleruje tak silno, že „zapáli“zvyškové plyny medzi dvoma galaxiami.
Galaxy Hercules A
V strede galaxie Hercules A (3C 348) je obrovská čierna diera s hmotnosťou 2,5 miliárd Sĺnk! Je 1 000-krát hmotnejšia ako čierna diera Mliečnej dráhy a produkuje dva obrovské prúdy plazmy, ktoré stmavujú prakticky celú galaxiu, v ktorej sa nachádzajú. Navyše, tieto prúdy plazmy, ktoré sa tiahnu 1,5 milióna svetelných rokov, zakrývajú ďalšie galaxie, vrátane Mliečnej dráhy, ktorá má 15-krát menší priemer. Množstvo energie, ktoré sa tu nachádza, je veľmi ťažké opísať. Výstupný spätný ráz čiernej diery v strede v ekvivalente rádiových vĺn je miliónkrát vyšší ako v prípade nášho Slnka.
To stačí na to, aby sa Hercules A stal jedným z najjasnejších zdrojov rádiových vĺn, aké kedy boli pozorované. Ružovo-červený lúč na obrázku vyššie je plazma atómových častíc a magnetických polí zrýchlených na relativistické rýchlosti (takmer rýchlosť svetla). Objemné guľové zhluky pozdĺž okrajov s najväčšou pravdepodobnosťou naznačujú veľa skorých, neuveriteľných výbuchov.
Bohužiaľ, to všetko je voľným okom neviditeľné, to znamená, že ide iba o predstavenie umelca. Obrázok bol vytvorený na základe optických údajov z Wide Field Camera 3 Hubblovho ďalekohľadu, ako aj pozorovaní rádioteleskopu Very Large Array (Super Large Antenna Array).
Starí bieli trpaslíci z Mliečnej dráhy
Naša galaxia je veľmi starodávna. Je takmer rovnako starý ako samotný vesmír. Pri pozorovaní centrálnej priečky Mliečnej dráhy astronómovia objavili zhluk 70 bielych trpaslíkov - hustých a kompaktných hviezd s hmotnosťou Slnka (alebo aj viac), ale nie väčšou ako Zem.
V lište je samozrejme oveľa viac hviezd, ale vedcov zaujímala konkrétna skupina nachádzajúca sa v relatívnej otvorenosti od kozmického prachu a vzdialená asi 25 000 svetelných rokov od Zeme.
Teraz tieto hviezdy nie sú ničím iným ako astronomickými relikviami, podľa vedcov nám však môžu povedať o tom, ako sa naša galaxia objavila. Predpokladá sa, že niektorí bieli trpaslíci majú viac ako 12 miliárd rokov. Vedci si navyše myslia, že títo bieli trpaslíci patrili medzi tie hviezdy, ktoré kedysi „nasadili“našu galaxiu. Nimi sa začala písať história Mliečnej dráhy. Milióny hviezd, ktoré dokončili svoj životný cyklus, ich nasledovali a rozptýlili svoju hmotu na viac ako 100 000 svetelných rokov.
Neuveriteľne jasná galaxia
Vesmírny ďalekohľad NASA WISE objavil najjasnejšiu galaxiu, aká bola kedy nájdená. Jeho jas sa rovná viac ako 300 biliónom slnka. Fotóny príslušnej galaxie WISE J224607.57-052635.0 museli cestovať 12,5 miliárd rokov, aby nám zanechali svoje posolstvo a poskytli nám predstavu o tom, ako vlastne vyzeral vesmír na úsvite jeho zrodu.
Táto galaxia je taká jasná, že je ťažké sa dokonca pozrieť na celý jej obraz z pohľadu umelca, ktorý je vidieť vyššie. Za svoj jas však vďačí vôbec nie hviezdam. Galaxia je taká jasná kvôli svojej čiernej diere. Je taká rozsiahla, že do istej miery spochybňuje naše chápanie fyziky.
Vedcov prekvapuje, že raný vesmír mohol byť útočiskom pre také vesmírne objekty. Čierne diery majú zvyčajne obmedzenú „nenásytnosť“a uplynulý čas by nestačil na to, aby pohltila celú galaxiu. Táto čierna diera však dokázala niekoľkokrát nejako prekonať „hranicu svojej vravosti“, až kým nedosiahla masu, ktorú má teraz. „Prepadla sa“natoľko, že teraz uvoľňuje (regurgituje) obrovské množstvo energie, ktorá doslova zasahuje gigantický kokón plynu, ktorý sa tu nachádza a ktorý sa nakoniec začne osvetľovať oslnivou aurou.
Maličká galaxia s obrovskou čiernou dierou
Ultrakompaktná trpasličia galaxia M60-UCD1 by mohla zmeniť naše chápanie čiernych dier a koncepciu trpasličích galaxií všeobecne. Je to iba 300 svetelných rokov, čo je len 0,2 percenta veľkosti Mliečnej dráhy. Táto galaxia však obsahuje čiernu dieru s hmotnosťou ekvivalentnou 21 miliónom slnka. Pre porovnanie, čierna diera v strede Mliečnej dráhy má oveľa väčšiu veľkosť, ale má hmotnosť iba 4 milióny Sĺnk.
Až donedávna sa verilo, že veľkosť galaxií a veľkosť čiernych dier spolu súvisia. Tento objav však spochybnil tento model a naznačuje, že veľkosti týchto dvoch vesmírnych objektov môžu byť úplne nekombinovateľné. A vedci majú na to vysvetlenie.
Faktom je, že M60-UCD1 nebol vždy trpasličia galaxia. Astronómovia z University of Utah (USA) sa domnievajú, že táto galaxia bola kedysi domovom 10 miliárd hviezd. Dostala sa však príliš blízko k svojmu väčšiemu galaktickému susedovi, ktorý ju v skutočnosti okradol. Výsledkom je, že v galaxii zostáva len asi 140 miliónov hviezd. Toto robí M60-UCD1 nakoniec jednou z najmenších galaxií s masívnou čiernou dierou v strede. Rovnaký predpoklad vedcov však vyvoláva ďalšie otázky. Sú trpasličie galaxie „zlyhaním“veľkých galaxií alebo sa všetky niekedy stali obeťou svojich väčších susedov?
Galaxy EGS8p7
13,2 miliárd rokov stará galaxia EGS8p7 je taká starodávna, že by sme ju nemali vidieť. Po Veľkom tresku bol vesmír po istý čas horúcim zhlukom protónov a elektrónov. Po ochladení sa častice spojili a vytvorili neutrálny vodík. Záverom je, že v tomto prípade by naše ďalekohľady neboli schopné detekovať ranné svetlo vesmíru, pretože by muselo prejsť mnohými rôznymi deformáciami.
Keď sa vo vesmíre objavili galaxie a ďalšie zdroje energie, reionizovali plyn, rozptýlili jeho hustú akumuláciu a otvorili cestu svetlu. Táto udalosť sa však stala asi o miliardu rokov neskôr, takže EGS8p7 je príliš ďaleko od nás, aby sme ju videli. A napriek tomu astronómovia nejako poznamenávajú, že boli schopní zachytiť líniu Lyman-alfa galaxie, čo je jej druh čiarového kódu. Prejavuje sa to, keď relatívne mladá hviezda začne emitovať ultrafialové svetlo do okolitého plynu a zanecháva po sebe tepelný podpis. Tento podpis bol detekovaný spektrometrom MOSFIRE na Keckovom observatóriu na Havaji.
Napriek tomu mala línia Lyman-alfa galaxie EGS8p7 zostať skrytá skorým nepriehľadným neutrálnym vodíkom. Astronómovia si nie sú úplne istí, ako sa svetlu z EGS8p7 podarí preraziť cez takúto prekážku. Existuje predpoklad, že žiarenie miestnych hviezd je také silné, že reionizovalo časť vesmíru oveľa skôr ako iné galaxie.
Bonus: Ring of Andromeda
Náš najbližší sused, galaxia Andromeda (M31), je obklopený obrovským prstencom (alebo halo). Samotná Andromeda je dvakrát taká veľká ako Mliečna cesta a siaha cez 200 000 svetelných rokov. Navyše jeho halo zaberá priestor asi 2 milióny svetelných rokov. Funguje ako maják pre astronómov, ktorí tu hľadajú kvazary. Ultrafialové svetlo, ktoré sa dostalo na vedecké prístroje Hubblovho vesmírneho teleskopu, dalo vedcom predstavu, ako by sa okolo Andromedy mohol vytvoriť taký obrovský plynový kruh.
Krúžok, ktorý je čiastočne vyrobený z galaktického plynu, je akýmsi obrovským skladiskom hmoty pre budúce a vznikajúce hviezdy. Je tiež bohatý na ťažké prvky produkované supernovami, ktoré sa nachádzajú na hraniciach Andromedy a vyvrhujú sa za jej hranice. Samotný prsteň je, bohužiaľ, pre ľudské oko neviditeľný, ale na nočnej oblohe by to bol stokrát väčší priemer ako mesiac v splne.
Nikolay Khizhnyak