Galaktický stroj času: Webbův teleskop odhalil 12 miliard let vývoje galaxií

Tento nový snímek z vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST) obsahuje ohromující množství galaxií. Objekty na tomto snímku pokrývají neuvěřitelný rozsah vzdáleností, od hvězd v naší Mléčné dráze, označených difrakčními hroty, až po galaxie vzdálené miliardy světelných let. Rozsáhlé sčítání vesmíru, které provedl vesmírný dalekohled JWST, odhalilo téměř 1 700 skupin galaxií – jde o nejhlubší a nejrozsáhlejší průzkum svého druhu.

Tento výzkum, který se vrátil o 12 miliard let zpět, otevírá okno do chaotického mládí vesmíru a odhaluje, jak se galaxie vyvíjely od nepravidelných hvězdotvorných struktur až po majestátní spirální a eliptické galaxie, které vidíme dnes. Tyto „rodiny“ galaxií se prolínají, vzájemně ovlivňují a rostou ve složitosti pod vlivem temné hmoty a kolosálních černých děr. Vědci nyní sledují jejich růst napříč epochami, aby pochopili, jak vznikla velkolepá architektura vesmíru.

Cestování časem
Mezinárodní tým astronomů učinil pomocí dalekohledu JWST převratný objev: dosud největší zjištěný vzorek skupin galaxií. Tento nový kosmický katalog, sestavený z oblasti oblohy známé jako COSMOS-Web, nabízí vzrušující a podrobný pohled na to, jak se galaxie formují, rostou a shlukují v průběhu rozsáhlé historie vesmíru.

Tato nová pozorování nás zavedou na cestu časem a odhalí nám galaxie, jak vypadaly před 12 miliardami až 1 miliardou let. Studie zveřejněná 19. května 2025 v časopise Astronomy and Astrophysics zahrnuje téměř 1 700 skupin galaxií. Jeden z pozoruhodných snímků (viz obrázek v úvodu článku) z tohoto výzkumu, na němž je zachycena kupa galaxií vzdálená více než 6 miliard světelných let, byl nedávno vybrán Evropskou kosmickou agenturou jako „Snímek měsíce“.

Rekordní objev protokup
„Jsme schopni pozorovat některé z prvních galaxií, které se ve vesmíru zformovaly,“ říká Ghassem Gozaliasl z Aalto University a vedoucí týmu pro detekci skupin galaxií, který studii vedl. „Pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba jsme detekovali 1 678 skupin galaxií nebo protokup galaxií – největší a nejhlubší vzorek skupin galaxií, jaký byl kdy zjištěn. Díky tomuto vzorku můžeme studovat vývoj galaxií ve skupinách za posledních 12 miliard let kosmického času.“

Vesmírný dalekohled Jamese Webba, který zahájil provoz v roce 2022, je nejvýkonnějším vesmírným dalekohledem, jaký byl kdy postaven. Jeho pozoruhodná rozlišovací schopnost a citlivost umožní vědcům pozorovat nejslabší galaxie, jaké kdy byly. A protože cesta světla vesmírem trvá dlouho, nabízejí tyto vzdálené galaxie přímý pohled do raného vesmíru a ukazují nám, jak galaxie vypadaly a chovaly se před miliardami let.

Temná hmota, černé díry a galaktický vývoj
„Skupiny a kupy galaxií jsou bohatým prostředím plným temné hmoty, horkého plynu a masivních centrálních galaxií, které často hostí supermasivní černé díry,“ vysvětluje Gozaliasl. „Složité interakce mezi těmito složkami hrají klíčovou roli při utváření životních cyklů galaxií a při řízení vývoje samotných skupin a kup galaxií. Odhalením úplnější historie těchto vesmírných struktur můžeme lépe pochopit, jak tyto procesy ovlivnily vznik a růst jak masivních galaxií, tak největších struktur ve vesmíru.“

Galaxie nejsou ve vesmíru rozptýleny rovnoměrně. Místo toho se shlukují do hustých oblastí spojených vlákny a stěnami, které tvoří rozsáhlou strukturu známou jako kosmická síť. Skutečně izolované galaxie jsou vzácné – většina z nich sídlí ve skupinách, které obvykle obsahují tři až několik desítek galaxií, nebo ve větších kupách galaxií, které mohou zahrnovat stovky nebo dokonce tisíce galaxií spojených gravitací. Naše Mléčná dráha je součástí malé skupiny známé jako Místní skupina galaxií, která dále zahrnuje galaxii v Andromedě a desítky menších hvězdných ostrovů.

Galaktické rodiny a jejich proměny
„Stejně jako lidé se i galaxie spojují a vytvářejí rodiny,“ vysvětluje Gozaliasl. „Skupiny a kupy jsou opravdu důležité, protože v nich se galaxie mohou vzájemně ovlivňovat a slučovat, což vede k proměně struktury a morfologie galaxií. Studium těchto prostředí nám také pomáhá pochopit roli temné hmoty, zpětné vazby od supermasivních černých děr a tepelnou historii horkého plynu, který vyplňuje prostor mezi galaxiemi.“

Protože nový katalog zahrnuje pozorování z období před jednou až dvanácti miliardami let, mohou vědci porovnat některé z nejstarších struktur ve vesmíru s relativně moderními a dozvědět se více o skupinách galaxií a jejich vývoji. Studium historie skupin galaxií může astronomům také pomoci pochopit, jak se obří, nejjasnější skupiny galaxií (BGG – Brightest Group Galaxy) v jejich centrech formují opakovaným slučováním – což  je oblast, kterou se Gozaliasl podrobně zabývá v několika svých nedávných publikacích.

Od chaotických počátků ke galaktickému řádu
„Když se podíváme velmi hluboko do vesmíru, galaxie mají nepravidelné tvary a tvoří se v nich mnoho hvězd. Blíže k naší době je tvorba hvězd takzvaně „utlumená“ – galaxie mají symetričtější struktury, jako jsou eliptické nebo spirální galaxie. Je opravdu vzrušující sledovat, jak se tvary mění v průběhu kosmického času. Můžeme začít řešit mnoho otázek o tom, co se ve vesmíru stalo a jak se galaxie vyvíjely,“ říká Gozaliasl.

Zdroj: https://scitechdaily.com/galatic-time-machine-nasas-webb-reveals-12-billion-years-of-galaxy-evolution/

autor: František Martinek