Tmavé galaxie raného vesmíru

Astronómom sa po prvý raz podarilo pozorovať tmavé galaxie – počiatočné vývojové štádium galaxií, ktoré síce predpovedá teória, ale dosiaľ nebolo zaznamenané. Ide o galaxie obsahujúce len veľmi málo hviezd a bohaté na plyn. Medzinárodný tím vedcov uskutočnil pomocou ďalekohľadu VLT (Very Large Telescope, Cerro Paranal, Čile) pozorovania, na základe ktorých sa domnieva, že sa im tieto mysteriózne objekty podarilo zachytiť. Vidieť ich môžeme vďaka tomu, že sú osvetľované kvazarom. Predpokladá sa, že tieto objekty sú základnými stavebnými kameňmi dnešných veľkých galaxií plných hviezd. Astronómovia predpokladajú, že sú zdrojom plynu, ktorý sa následne vo veľkých galaxiách sformoval do dnešných hviezd. Pretože tieto galaxie neobsahujú prakticky žiadne hviezdy, vyžarujú len veľmi málo svetla a je ich teda ťažké pozorovať. Astronómovia sa snažia celé roky nájsť spôsob, ako potvrdiť existenciu týchto objektov. Na stopu týchto galaxií priviedli astronómov poklesy jasnosti v spektrách vzdialenejších objektov. Podľa tejto novej štúdie sa však podarilo tmavé galaxie po prvýkrát pozorovať priamo. „Náš prístup k problému pozorovania tmavých galaxií je založený na jednouchej predstave, že si na nich posvietime," vysvetľuje spoluautor článku Simon Lilly (ETH Zürich, Švajčiarsko). „Hľadali sme stopy fluorescencie plynu v tmavých galaxiách, ktoré sú osvetľované ultrafialovým žiarením neďalekého veľmi jasného kvazaru. Žiarenie kvazaru núti tmavé galaxie svietiť podobne ako biele oblečenie zasvieti pod ultrafialovou lampou." Tím využil veľkú zbernú plochu a vysokú citlivosť prístrojov ďalekohľadu VLT, aby pomocou veľmi dlhých expozícií zachytil extrémne slabú fluorescenciu tmavých galaxií. Na zmapovanie oblasti okolo jasného kvazaru HE 0109-3518 použili prístroj FORS2. Hľadali stopy ultrafialového žiarenia emitovaného vodíkom, ktorý je vystavený intenzívnemu ožiareniu. Vzhľadom na rozpínanie vesmíru je však toto žiarenie dôsledkom červeného posuvu pozorované ako slabé fialové svetlo. „Po roky trvajúcich pokusoch o zachytenie emisie tmavých galaxií naše výsledky jasne demonštrujú vhodnosť tejto metódy na hľadanie a výskum týchto fascinujúcich a predtým nepozorovateľných objektov," hovorí Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz), hlavný autor článku. Tímu sa podarilo objaviť takmer stovku plynných objektov, ktoré sa nachádzajú vo vzdialenosti niekoľkých miliónov svetelných rokov od sledovaného kvazaru. Po dôkladnej analýze, pri ktorej bolo možné odlíšiť objekty, v ktorých k emisii na sledovanej vlnovej dĺžke dochádza vďaka zrodu hviezd v galaxiách namiesto ožarovania kvazarom, sa konečne podarilo zúžiť výber na 12 kandidátov. Týchto 12 objektov predstavuje dosiaľ najpresvedčivejšiu detekciu tmavých galaxií raného vesmíru. Na základe týchto pozorovaní boli astronómovia schopní tiež určiť niektoré vlastnosti sledovaných tmavých galaxií. Obsahujú hmotu ekvivalentnú asi 1 miliarde hmotností Slnka, čo je typická hmotnosť mladej na plyn bohatej galaxie v ranom vesmíre. Vedci taktiež odhadujú, že rýchlosť tvorby hviezd v týchto tmavých galaxiách je asi stokrát nižšia, než to bolo bežné v galaxiách s prebiehajúcou hviezdotvorbou v porovnateľnom období vývoja vesmíru. „Naše pozorovania pomocou ďalekohľadu VLT poskytujú dôkazy o existencii kompaktných a izolovaných tmavých oblakov. Touto prácou sme urobili významný krok smerom k odhaleniu a pochopeniu tmavých počiatočných fáz vzniku galaxií a spôsobu, akým získavali plyn," uzatvára Sebastiano Cantalupo.

RNDr. Zdeněk Komárek