Tři observatoře NASA zvážily mladou kupu galaxií

Základní parametry nového objevu: Mimořádně velká vzdálenost velmi hmotné kupy galaxií pojmenované IDCS J1426.5+3508, která byla detailně studována třemi velkými kosmickými observatořemi NASA. Publikovaný snímek se skládá z rentgenového záření zachyceného observatoří Chandra (modrá barva), z viditelného světla detekovaného pomocí HST (zelená barva) a infračervená data pořídila družice Spitzer (červená barva). Jedná se o nejhmotnější kupu galaxií detekovanou v tak mladé etapě vývoje vesmíru.

Astronomové použili data ze tří velkých kosmických observatoří NASA k vytvoření doposud nejdetailnější studie mimořádně hmotné mladé kupy galaxií. Tato velmi vzácná kupa galaxií, která je vzdálena od Země 10 miliard světelných roků, je téměř tak hmotná, jako 500 biliónů Sluncí. Tento objekt má mimořádné důsledky pro pochopení, jak se tyto megastruktury zformovaly a vyvíjely v mladém vesmíru. Kupy galaxií jsou největšími objekty ve vesmíru, které udržuje pohromadě gravitace.

Kupa galaxií s označením IDCS J1426.5+3508 (zkráceně IDCS 1426) je od nás tak daleko, že detekované světlo ji opustilo v době, kdy vesmír byl starý zhruba čtvrtinu jeho současného věku. Jedná se o nejhmotnější kupu galaxií, jaká byla detekována v tak mladém vesmíru.

Kupu galaxií IDCS 1426 objevil kosmický dalekohled Spitzer Space Telescope, následně ji pozoroval Hubbleův kosmický dalekohled a konečně pozemní dalekohled Keck na Havajských ostrovech určil její vzdálenost. Pozorování pomocí radioteleskopu CARMA (Combined Array for Millimeter-wave Astronomy) ukázala, že má mimořádně vysokou hmotnost. Nová data z kosmické observatoře Chandra X-ray Observatory potvrdila hmotnost kupy a ukázala, že přibližně 90 % hmotnosti kupy galaxií představuje skrytá hmota – záhadná substance, zatím detekovaná na základě gravitačního působení na „normální“ hmotu složenou z atomů.

Údaje z družice Chandra odhalily jasnou oblast rentgenového záření poblíž centra kupy, avšak nikoliv přesně v jejím středu. Toto velmi jasné jádro bylo vytlačeno ze středu kupy galaxií, pravděpodobně v důsledku splynutí s další vyvíjející se kupou před 500 milióny roků.

„Splynutí s další skupinou či kupou galaxií byla mnohem častější v mladém vesmíru než dnes,“ říká Michael McDonald z Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, spoluautor článku. „Zdá se, že takovéto události hrají důležitou úlohu při rychlém vzniku mladých kup galaxií.“

Stranou tohoto klidného jádra je horký plyn ve zbývající části kupy velmi rovnoměrný a symetrický. To je další náznak toho, že se IDCS 1426 vytvořila velmi rychle. Kromě toho astronomové objevili pravděpodobný důkaz, že množství prvků těžších než vodík a hélium v horkém plynu je nezvykle nízké. To naznačuje, že kupa galaxií je možná stále ještě v procesu obohacování přítomného horkého plynu těmito těžkými prvky, jak postupně vznikají při explozích supernov a jsou rozmetávány pryč z jednotlivých galaxií.

„Přítomnost hmotných kup galaxií v mladém vesmíru nenarušuje naše současné kosmologické poznatky,“ říká další spoluautor Anthony Gonzalez z University of Florida. „To nám poskytuje mnohem více informací k rozpracování a zlepšení našich modelů.“

Důkaz existence dalších hmotných kup galaxií v mladém vesmíru byl potvrzen, avšak žádný z nových protějšků IDCS 1426 není tak hmotný a tak mladý. Ke stanovení hmotnosti byly využity tři metody: k určení hmotnosti potřebujeme lokalizovat oblast horkého plynu emitujícího rentgenové záření v kupě galaxií; vliv hmotnosti plynů v kupě na záření kosmického pozadí a pozorování zakřivení tvaru pozadí kupy galaxií, což je způsobeno ohybem světla galaxií gravitací kupy.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/02/full/ a http://chandra.harvard.edu/photo/2016/idcs1426/

autor: František Martinek