Webbův teleskop odhaluje chaotické dětství vesmíru

Astronomové využívající vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) získali dosud nejpodrobnější pohled na to, jak se galaxie formovaly jen několik set milionů let po Velkém třesku – a zjistili, že byly mnohem chaotičtější než ty, které vidíme dnes.

Místo úhledných spirálních struktur byly tyto galaxie zaplněné plynem a chaotické, neustále přetvářené hvězdnými výbuchy a srážkami. Výzkum překlenuje klíčovou mezeru mezi nejranějším světlem vesmíru a jeho érou vrcholného formování hvězd a ukazuje, jak se neuspořádanost pomalu vyvinula ve stabilitu.

Chaotické počátky vesmíru
Astronomové využívající vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) zachytili dosud nejjasnější a nejpodrobnější pohled na to, jak se galaxie formovaly jen několik set milionů let po Velkém třesku. Jejich pozorování odhalují, že nejranější galaxie byly mnohem chaotičtější a neuspořádanější než strukturované systémy, které dnes pozorujeme ve vesmíru.

Výzkumný tým vedený vědci z University of Cambridge zkoumal přes 250 mladých galaxií, které existovaly v době, kdy byl vesmír starý 800 milionů až 1,5 miliardy let. Analýzou pohybu plynu v těchto hvězdných ostrovech zjistili, že u většiny z nich se spíše jedná o turbulentní, nerovnoměrné shluky materiálu než o hladké, rotující disky jako Mléčná dráha.

Vesmír směřující k řádu
Výsledky publikované v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society naznačují, že galaxie se s věkem vesmíru postupně stávaly klidnějšími a stabilnějšími. V nejranějších fázích však silné výbuchy tvorby hvězd a gravitační síly vytvářely intenzivní turbulenci, která mnoha galaxiím bránila v usazení se do pravidelných tvarů.

„Nevidíme jen několik pozoruhodných objektů – je to poprvé, co jsme se mohli podívat na celou populaci najednou,“ řekla první autorka Lola Danhaive z Cambridge’s Kavli Institute for Cosmology. „Zjistili jsme obrovské rozdíly: některé galaxie se začínají usazovat do uspořádané rotace, ale většina je stále chaotická, s množstvím plynu, který se pohybuje všemi směry.“

Rozluštění galaktického pohybu
Pro zachycení těchto poznatků použili vědci přístroj NIRCam na palubě JWST ve specializovaném „režimu grism“, který detekuje slabé světlo z ionizovaného vodíku ve vzdálených galaxiích. Lola Danhaive vyvinula vlastní software pro interpretaci komplexních dat a kombinovala je se snímky z jiných programů JWST, aby sledovala, jak se plyn pohyboval uvnitř každé galaxie.

„Předchozí výsledky naznačovaly, že se masivní, dobře uspořádané disky formovaly velmi brzy, což neodpovídalo našim modelům,“ řekl spoluautor Sandro Tacchella z Kavli Institute and the Cavendish Laboratory. „Ale když se podíváme na stovky galaxií s nižšími hvězdnými hmotnostmi místo jen jedné nebo dvou, vidíme širší obraz a je mnohem více v souladu s teorií. Rané galaxie byly turbulentnější, méně stabilní a vyrůstaly častými fúzemi a explozemi tvorby hvězd.“

Od kosmického chaosu ke galaktickému řádu
„Tato práce pomáhá překlenout propast mezi epochou reionizace a tzv. kosmickým polednem, kdy vrcholila tvorba hvězd,“ řekla Danhaive. „Ukazuje, jak stavební kameny galaxií postupně přecházely z chaotických shluků do uspořádaných struktur a jak vznikaly galaxie, jako je Mléčná dráha.“

Výsledky ukazují, jak JWST umožňuje vědcům zkoumat dynamiku galaxií v měřítku, které bylo dříve nemožné. Budoucí studie se budou snažit zkombinovat tato zjištění s pozorováním studeného plynu a prachu, aby se vytvořil úplnější obraz o tom, jak se formovaly nejstarší galaxie.

Cesta k objevování vesmíru
„Toto je jen začátek,“ řekl Tacchella. „S více daty budeme schopni sledovat, jak tyto turbulentní systémy vyrostly a staly se půvabnými spirálami, které vidíme dnes.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/webb-telescope-reveals-the-universes-chaotic-childhood/

autor: František Martinek