Zmeraná vzdialenosť najvzdialenejšej galaxie

Tím európskych astronómov využívajúci ďalekohľad VLT (Very Large Telescope na Cerro Paranal v Čile) zmeral vzdialenosť dosiaľ najvzdialenejšej galaxie. Podrobnou analýzou jej veľmi slabého svetla vedci zistili, že galaxiu pozorujú tak, ako vyzerala v čase, keď samotný vesmír bol starý len 600 miliónov rokov. Červený posuv svetla galaxie je 8,6 a ide teda o prvé potvrdené pozorovanie objektu, ktorého svetlo prerazilo nepriehľadnú vodíkovú hmlu vyplňujúcu mladý vesmír. Výsledky pozorovaní boli uverejnené v októbri 2010 v časopise Nature. „Vďaka ďalekohľadu VLT sme mohli potvrdiť, že galaxia zaznamenaná už skôr pomocou Hubblovho kozmického teleskopu je doposiaľ najvzdialenejším identifikovaným objektom vo vesmíre,“ hovorí Matt Lehnert (Observatoire de Paris), vedúci autor článku oznamujúceho výsledky. „Jedine schopnosti ďalekohľadu VLT a spektrografu SINFONI (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) nám umožnili zmerať vzdialenosť tejto galaxie a určiť, že ju pozorujeme tak, ako vyzerala v čase, keď bol vesmír starý len 600 miliónov rokov. „Štúdium prvých galaxií je veľmi obtiažne. Keď ich pôvodne žiarivo jasné svetlo dorazí k Zemi, zdá sa veľmi slabé. Žiarenie naviac prichádza z väčšej časti v infračervenej oblasti spektra, pretože jeho vlnová dĺžka bola predĺžená v dôsledku rozpínania vesmíru – čo je efekt známy ako červený posuv. Aby pozorovanie bolo ešte ťažšie, v ranných fázach vývoja vesmíru – asi miliardu rokov po Veľkom tresku – nebol vesmír pre žiarenie úplne priehľadný, lebo väčšina priestoru bola vyplnená vodíkovou hmlou pohlcujúcou ultrafialové lúče mladých galaxií. Obdobie vývoja vesmíru, kedy prebiehalo rozpúšťanie tejto hmly ultrafialovým žiarením, je známe ako éra reionizácie. Napriek všetkým týmto prekážkam objavil v roku 2009 Hubblov kozmický teleskop (HST), vtedy už vybavený novou kamerou Wide Field Camera 3, niekoľko nádejných kandidátov na galaxie žiariace v období reionizácie. Potvrdiť tento predpoklad spektroskopickým meraním červeného posuvu svetla galaxie nebolo ale o nič jednoduchšie, než jej objav. Túto úlohu sú schopné riešiť len tie najväčšie súčasné pozemské prístroje. „Po oznámení objavu kandidátov pomocou HST sme rýchlym výpočtom zistili, že pokiaľ použijeme obrovskú zbernú plochu ďalekohľadu VLT v kombinácii s citlivosťou spektrografu pre infračervenú oblasť SINFONI a veľmi dlhú expozíciu, budeme schopní nielen zaznamenať svetlo tohto extrémne slabého a vzdialeného zdroja, ale tiež zmerať jeho vzdialenosť,“ pokračuje Matt Lehnert. Na základe špeciálnej požiadavky vznesenej u Generálneho riaditeľa ESO tím získal pozorovací čas na VLT a počas plných 16 hodín pozoroval kandidátsku galaxiu UDFy-38135539. Po dvoch mesiacoch podrobnej analýzy a testovaní výsledkov dospeli vedci k záveru, že nepochybne zaznamenali veľmi slabé žiarenie vodíka pri červenom posuve 8,6, čo z galaxie robí najvzdialenejší spektroskopicky potvrdený objekt vo vesmíre. Červený posuv 8,6 zodpovedá veku vesmíru 600 miliónov rokov po Veľkom tresku. Význam práce zhŕňa Nicole Nesvadba (Institut d’Astrophysique Spatiale): „Meranie červeného posuvu dosiaľ najvzdialenejšej známej galaxie je samozrejme veľmi zaujímavé samé o sebe, ale pozorovanie má ďalekosiahle astrofyzikálne implikácie. Prvýkrát s istotou vieme, že sa pozeráme na jednu z galaxií, ktoré rozpustili hmlu zaplňujúcu raný vesmír.“ Prekvapivým zistením je fakt, že žiarenie galaxie UDFy-38135539 pravdepodobne samé o sebe nie je dostatočne silné na to, aby preniklo vodíkovou hmlou. „Musia existovať ďalšie, zrejme oveľa slabšie a menej hmotné, susedné galaxie, ktoré pomáhajú spriehľadniť priestor okolo UDFy-38135539. Bez príspevku týchto ďalších zdrojov by svetlo galaxie bolo zachytené v okolitej vodíkovej hmle a my by sme neboli schopní ho zaznamenať,“ vysvetľuje spoluautor Mark Swinbank (University of Durham). Jean-Gabriel Cuby (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille), spoluautor práce k tomu poznamenáva: „Štúdium éry reionizácie a formovania galaxií vyžaduje využitie súčasnej techniky až na hraniciach jej možností, ale ide o typ pozorovaní, ktorý bude rutinou pre budúci ďalekohľad E-ELT (European Extremely Large Telescope s priemerom zrkadla 42 metrov), najväčší ďalekohľad sveta pre viditeľnú a infračervenú oblasť.“ Na obrázku je najvzdialenejšia galaxia slabý bod v červenom krúžku, ktorý je výsekom zo štvorca a ten je len malou časťou veľkej snímky z HST.

RNDr. Zdeněk Komárek