Hubbleův teleskop zkoumá Cloud-9, první objekt nového typu

Tým vědců využívající HST objevil nový typ astronomického objektu – bezhvězdný, na plyn bohatý oblak temné hmoty, který je považován za relikt nebo pozůstatek raného vzniku galaxií. Objekt přezdívaný „Cloud-9“ je prvním potvrzeným objevem takového objektu ve vesmíru. Tento objev prohlubuje pochopení vzniku galaxií, raného vesmíru a samotné povahy temné hmoty.

„Toto je příběh o neúspěšné galaxii,“ řekl hlavní výzkumník programu Alejandro Benitez-Llambay z Milano-Bicocca University v Miláně v Itálii. „Ve vědě se obvykle více učíme z neúspěchů než z úspěchů. V tomto případě je to, že nevidíme žádné hvězdy, to, co potvrzuje správnost teorie. Říká nám to, že jsme v místním vesmíru našli prvotní stavební kámen galaxie, která se ještě nevytvořila.“

„Tento oblak je oknem do temného vesmíru,“ vysvětlil člen týmu Andrew Fox z AURA/STScI. „Z teorie víme, že většinu hmoty ve vesmíru pravděpodobně tvoří temná hmota, ale je obtížné tuto temnou hmotu detekovat, protože nevyzařuje světlo. Cloud-9 nám poskytuje vzácný pohled na oblak s převahou temné hmoty.“

Objekt se nazývá H I oblak s omezenou reionizací neboli „RELHIC“. Termín „H I“ označuje neutrální vodík a „RELHIC“ popisuje původní vodíkový oblak z raných dob vesmíru, fosilní zbytek, ze kterého se nevytvořily hvězdy. Vědci léta hledali důkazy o takovém teoretickém fantomovém objektu. Teprve když nasměrovali Hubbleův teleskop k oblaku a potvrdili, že je skutečně bez hvězd, našli pro tuto teorii podporu.

„Než jsme použili Hubbleův teleskop, dalo by se tvrdit, že se jedná o slabou trpasličí galaxii, kterou jsme nemohli vidět pozemními dalekohledy. Jen neměly dostatečnou citlivost, aby odhalily hvězdy,“ vysvětlil hlavní autor Gagandeep Anand z STScI. „Ale s Hubbleovým pokročilým fotoaparátem pro průzkumy jsme schopni přesně určit, že tam nic není.“

Objev tohoto reliktního mračna byl překvapením. „Mezi našimi galaktickými sousedy by se tam venku mohlo nacházet několik opuštěných domů,“ řekla Rachael Beatonová z STScI, která je také členkou výzkumného týmu.

Měla by se považovat za mračna temné hmoty, která nebyla schopna akumulovat dostatek plynu k vytvoření hvězd. Představují okno do raných fází formování galaxií. Cloud-9 (Oblak-9) naznačuje existenci mnoha dalších malých struktur ve vesmíru s převahou temné hmoty – dalších neúspěšných galaxií. Tento objev poskytuje nový vhled do temných složek vesmíru, které je obtížné studovat tradičními pozorováními, která se zaměřují na jasné objekty, jako jsou hvězdy a galaxie.

Vědci studují vodíkové oblaky v blízkosti Mléčné dráhy již mnoho let a tyto oblaky bývají mnohem větší a nepravidelnější než Cloud-9. Ve srovnání s jinými pozorovanými oblaky je Cloud-9 menší, kompaktnější a vysoce kulovitý, takže vypadá velmi odlišně od ostatních oblaků.

Jádro tohoto objektu se skládá z neutrálního vodíku a má průměr asi 4 900 světelných let. Vodíkový plyn v Cloud-9 má přibližně milionkrát větší hmotnost než Slunce. Pokud však tlak plynu vyvažuje gravitaci oblaku temné hmoty, což se zdá být, musí v Cloud-9 silně dominovat temná hmota o hmotnosti asi 5 miliard hmotností Slunce.

Cloud-9 je příkladem struktur a záhad, které se netýkají hvězd. Pouhé pozorování hvězd neposkytuje úplný obraz. Studium plynu a temné hmoty pomáhá lépe pochopit, co se v těchto systémech děje, což by jinak nebylo známo.

Z pozorovatelského hlediska je identifikace těchto neúspěšných galaxií náročná, protože blízké objekty je zastíní. Takové systémy jsou také zranitelné vůči vlivům prostředí, které může uvolňovat plyn, když se mračno pohybuje mezigalaktickým prostorem. Tyto faktory dále snižují jejich očekávaný počet.

Tato bezhvězdná „památka“ byla objevena před třemi lety v rámci rádiového průzkumu pomocí dalekohledu FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) v čínském Kuej-čou. Tento nález později potvrdily i radioteleskopy Green Bank a Very Large Array ve Spojených státech. Pouze s Hubbleovým dalekohledem však vědci mohli definitivně určit, že tato neúspěšná galaxie neobsahuje žádné hvězdy.

Cloud-9 byl pojmenován jednoduše podle pořadí, neboť se jednalo o devátý plynný oblak identifikovaný na okraji blízké spirální galaxie Messier 94 (M94). Oblak se nachází blízko galaxie a zdá se, že s ní má fyzickou souvislost. Rádiová data s vysokým rozlišením ukazují mírné zkreslení plynu, což může naznačovat interakci mezi oblakem a galaxií.

Z oblaku by se v budoucnu mohla nakonec vytvořit galaxie za předpokladu, že se zvětší – i když jak by k tomu došlo, je předmětem spekulací. Pokud by byl mnohem větší, řekněme více než 5 miliardkrát hmotnější než naše Slunce, zhroutil by se, vytvořil hvězdy a stal by se galaxií, která by se nelišila od žádné jiné galaxie, kterou vidíme. Pokud by byl mnohem menší, plyn by se mohl rozptýlit a ionizovat a mnoho by ho nezbylo. Ale je ve výborné pozici, kde by mohl zůstat jako RELHIC.

Absence hvězd v tomto objektu poskytuje jedinečný pohled na vnitřní vlastnosti oblaků temné hmoty. Očekává se, že vzácnost takových objektů a potenciál pro budoucí průzkumy podpoří objevování dalších těchto „neúspěšných galaxií“ nebo „reliktů“, což povede k poznatkům o raném vesmíru a fyzice temné hmoty.

Tento výsledek byl publikován v časopise The Astrophysical Journal Letters a prezentován na tiskové konferenci na 247. zasedání Americké astronomické společnosti.

Zdroj: https://esahubble.org/news/heic2601/?lang

autor: František Martinek