Webbův teleskop identifikoval dosud nejstarší supernovu

Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) potvrdil zdroj jasného záblesku světla známého jako gama záblesk, který vytvořila explodující hmotná hvězda v době, kdy byl vesmír starý pouhých 730 milionů let. Poprvé v historii tak vzdálené události teleskop umožnil detekci hostitelské galaxie supernovy. Webbova rychlá pozorování potvrdila data získaná dalekohledy po celém světě, které sledovaly gama záblesk od jeho začátku, k němuž došlo v polovině března.

Tímto pozorováním JWST také překonal svůj vlastní rekord: Předchozí pozorovaná supernova, která se dostala na vrchol žebříčku, existovala, když byl vesmír starý 1,8 miliardy let.

„Pouze Webbův teleskop dokázal potvrdit, že toto světlo pochází ze supernovy – kolabující masivní hvězdy,“ řekl Andrew Levan, hlavní autor jednoho ze dvou nových článků v časopise Astronomy and Astrophysics Letters a profesor na Radboud University v nizozemském Nijmegenu a na University of Warwick ve Spojeném království. „Toto pozorování také ukazuje, že můžeme pomocí JWST najít jednotlivé hvězdy, když byl vesmír starý pouze 5 % svého současného stáří.“

Zatímco gama záblesk obvykle trvá sekundy až minuty, supernova se během několika týdnů rychle rozjasní, než pomalu zhasne. Naproti tomu tato supernova se rozjasňovala několik měsíců. Vzhledem k tomu, že explodovala tak brzy v historii vesmíru, její světlo se s rozpínáním vesmíru po miliardy let natahovalo. S rozpínáním světla se prodlužuje i doba, za kterou se události odehrávají. Pozorování Webbova teleskopu byla záměrně provedena tři a půl měsíce po skončení gama záblesku, protože se očekávalo, že v té době bude supernova nejjasnější.

„JWST poskytl rychlé a citlivé následné sledování, které jsme potřebovali,“ řekl Benjamin Schneider, spoluautor a postdoktorandský výzkumník v Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ve Francii.

Výbuchy gama záření jsou neuvěřitelně vzácné. Ty, které trvají několik sekund, mohou být způsobeny srážkou dvou neutronových hvězd nebo neutronové hvězdy a černé díry. Delší výbuchy, jako je tento, který trval přibližně 10 sekund, jsou často spojovány s explozivním zánikem hmotných hvězd.

Okamžité a rychlé zkoumání zdroje
První varování se ozvalo 14. března 2025. Zpráva o gama záblesku z velmi vzdáleného zdroje přišla z mise SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), francouzsko-čínského dalekohledu, který byl vypuštěn v roce 2024 a byl navržen k detekci těchto prchavých událostí.

Během hodiny a půl určila vesmírná observatoř Neil Gehrels Swift Observatory (NASA) polohu zdroje rentgenového záření na obloze. To umožnilo následná pozorování, která umožnila Webbovu teleskopu určit vzdálenost. O jedenáct hodin později byl zařazen do pozorování Nordic Optical Telescope na Kanárských ostrovech ve Španělsku a odhalil dosvit infračerveného gama záblesku, což naznačuje, že gama záření by mohlo souviset s velmi vzdáleným objektem. O čtyři hodiny později odhadl dalekohled VLT Evropské jižní observatoře v Chile, že objekt existoval 730 milionů let po Velkém třesku.

„V posledních 50 letech bylo v první miliardě let vesmíru detekováno jen několik gama záblesků,“ řekl Levan. „Tato konkrétní událost je velmi vzácná a velmi vzrušující.“

Šokující podobnost s blízkými supernovami
Vzhledem k tomu, že se jedná o nejstarší a nejvzdálenější supernovu, která byla dosud detekována, vědci ji porovnali s tím, co znají velmi podrobně – současnými blízkými supernovami. Ukázalo se, že obě jsou si velmi podobné, což je překvapilo.

Proč? O první miliardě let vesmíru se toho stále ví jen málo. Rané hvězdy pravděpodobně obsahovaly méně těžkých prvků, byly hmotnější a žily kratší dobu. Existovaly také během éry reionizace, kdy byl plyn mezi galaxiemi z velké části neprůhledný pro vysokoenergetické světlo.

„Šli jsme do toho s otevřenou myslí,“ řekl Nial Tanvir, spoluautor a profesor na University of Leicester ve Spojeném království. „A hle, Webbův teleskop ukázal, že tato supernova vypadá přesně jako současné supernovy.“ Než vědci dokážou určit, proč je raná supernova podobná blízkým supernovám, je potřeba více dat, aby se daly přesně určit drobné rozdíly.

První pohled na galaxii, ve které supernova explodovala
„Pozorování Webbova teleskopu naznačují, že tato vzdálená galaxie je podobná jiným galaxiím, které existovaly ve stejnou dobu,“ řekl Emeric Le Floc’h, spoluautor a astronom z CEA Paris-Saclay (Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives) ve Francii. Vzhledem k tomu, že světlo galaxie je smícháno do několika pixelů, takže galaxie vypadá jako načervenalá šmouha, to, co se o ní můžeme dozvědět, je stále omezené. Už jen to, že ji vůbec vidíme, je průlom.

Výzkumníci již plánují znovu zapojit Webbův teleskop do mezinárodního úsilí o získání dalších informací o gama záblescích emitovaných objekty v raném vesmíru. Pozorování bylo schváleno a JWST má nyní nový cíl: dozvědět se více o galaxiích ve vzdáleném vesmíru zachycením dosvitu samotných gama záblesků. „Tato záře pomůže Webbovu teleskopu vidět více a poskytne nám ‚otisk prstu‘ galaxie,“ řekl Levan.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2523/?lang

autor: František Martinek