Nejvzdálenější vyvinutá kupa galaxií

ESO 008/11 tisková zpráva

Aby astronomové mohli objevit dosud nejvzdálenější vyvinutou kupu galaxií, museli použít celou armádu kosmických i pozemních teleskopů včetně dalekohledu ESO/VLT na observatoři Paranal v Chile. Přestože tuto galaktickou kupu pozorujeme tak, jak vypadala před více než 10 miliardami let, je překvapivě podobná dnešním.

"Nalezli jsme dosud nejvzdálenější vyvinutou kupu galaxií," říká Raphael Gobat (CEA, Paříž), vedoucí studie využívající pozorování dalekohledu ESO/VLT. "Co nás ale opravdu překvapilo, je, že tato kupa při bližším pohledu vůbec nevypadá mladě – mnoho z jejích galaxií se již zklidnilo a zdaleka nepřipomínají mladé galaxie s prudkou tvorbou hvězd, jak je známe z raného vesmíru." 

Galaktické kupy představují největší gravitačně vázané struktury ve vesmíru. Astronomové předpokládají, že tyto mohutné objekty narůstají postupně, a proto by se masivní kupy měly v raném vesmíru vyskytovat jen zřídka. Ve skutečnosti sice již byly objeveny ještě vzdálenější kupy galaxií, než je tato, ale ty jsou mladé, probíhá u nich proces formování a v žádném případě nejsou klidnými vyvinutými systémy. 

Mezinárodní tým astronomů použil výkonné přístroje VIMOS a FORS2 na dalekohledu ESO/VLT, aby změřil vzdálenost několika skvrnek na nezvyklé mozaice velmi slabých červených objektů poprvé spatřené Spitzerovým kosmickým teleskopem. Seskupení označované katalogovým kódem CL J1449+0856 [1] má všechny klíčové znaky typické pro velmi vzdálenou kupu galaxií [2]. Výsledky měření jednoznačně potvrdily, že opravdu pozorujeme kupu galaxií ve vesmíru starém pouhé 3 miliardy let – což je méně než čtvrtina současného věku vesmíru [3].

Jakmile byla známa vzdálenost tohoto velmi neobvyklého objektu, zaměřili se členové týmu na jednotlivé galaxie, které jej tvoří. Použili přitom Hubblův kosmický teleskop (HST, NASA/ESA) a řadu pozemních dalekohledů včetně ESO/VLT. Nalezli důkazy, že se ve většině galaxií v kupě v současnosti netvoří překotným tempem hvězdy, ale že jsou složeny ze stálic asi 1 miliardu let starých. To dělá z kupy vyvinutý ‚dospělý‘ systém, podobný svou hmotností známé kupě galaxií v souhvězdí Panny, což je naopak nejbližší mohutná galaktická kupa.

Srovnání záběrů téhož pole - vlevo VLT, vpravo HST

Důkazem dokončeného vývoje systému jsou pozorování rentgenového záření kupy pomocí kosmického dalekohledu ESA/XMM-Newton. Paprsky musejí pocházet z velmi řídkého a horkého oblaku plynu, který vyplňuje prostor mezi galaxiemi a koncentruje se směrem ke středu kupy. To je další známkou ‘dospělosti’ galaktické kupy, která drží pevně pohromadě prostřednictvím vlastní gravitace. Mladá kupa by prostě neměla dost času na to, aby zachytila horký plyn tímto způsobem.

"Tyto nové výsledky podporují domněnku, že ‘dospělé’ galaktické kupy existovaly již v době, kdy byl vesmír starý jen čtvrtinu současného věku. Dnešní teorie však předpokládají, že kupy jako tato se vyskytují jen řídce. Máme tedy velké štěstí, že jsme ji nalezli. Pokud bychom však našli nějaké další, mohlo by to znamenat, že je potřeba změnit náš pohled na raný vesmír," uzavírá Raphael Gobat.

Zdroj

Poznámky

[1] Toto katalogové označení definuje polohu objektu na obloze.

[2] Galaxie na snímku se zdají být červené ze dvou důvodů: jednak se předpokládá, že jsou tvořeny převážně chladnými červenými hvězdami; a za druhé vlivem expanze vesmíru v průběhu putování záření od galaxií až k nám byla vlnová délka světla posunuta zčásti až do infračervené oblasti.

[3] Vzdálenost kupy astronomové měřili rozložením světla galaxií na základní barvy pomocí spektrografu. Poté porovnali toto spektrum s podobnými objekty v blízkém vesmíru, což jim umožnilo měřit rudý posuv vzdálených galaxií – jinými slovy mohli určit, jak moc se vesmír rozepnul od doby, kdy světlo galaxie opustilo. Naměřený rudý posuv dosahuje hodnoty 2,07, což značí, že kupu pozorujeme v době, kdy vesmír byl 3 miliardy let starý.

Další informace

Výzkum byl prezentován ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics, v článku “A mature cluster with X-ray emission at z = 2.07” autorů R. Gobat a kol..
 
Složení týmu: R. Gobat (Laboratoire AIM-Paris-Saclay, Francie), E. Daddi (AIM-Paris), M. Onodera (ETH Zürich, Švícarsko), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Německo), A. Renzini (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova), N. Arimoto (National Astronomical Observatory of Japan), R. Bouwens (Lick Observatory, Santa Cruz, USA), M. Brusa (ETH), R.-R. Chary (California Institute of Technology, USA), A. Cimatti (Università di Bologna, Itálie), M. Dickinson (NOAO, Tucson, USA), X. Kong (University of Science and Technology of China) a M. Mignoli (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Itálie).

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• odborný článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Dr Raphael Gobat; Laboratoire AIM-Paris-Saclay, CEA/DSM-CNRS–Université Paris Diderot; Gif-sur-Yvette, France; Tel: +33 1 69 08 60 01; Email: raphael.gobat@cea.fr

Richard Hook; ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel: +49 89 3200 6655; Email: rhook@eso.org

Překlad: Jiří Srba
Národní kontakt: Viktor Votruba +420 267 103 040; votruba@physics.muni.cz

autor: Jiří Srba