Je úžasné, koľko informácií môže obsahovať jeden obrázok. Táto nová fotografia, ktorú zhotovil vesmírny teleskop James Webb, ukazuje hustú krajinu hviezd a galaxií, z ktorých každá vrhá trochu viac svetla na históriu vesmíru.
Na snímke sú zachytené objekty, ktoré sa nachádzajú blízko aj ďaleko, v kozmickom časovom meradle zahŕňajúcom miliardy rokov.
Skupina COSMOS-Web pod vedením doktora Gassema Gozaliala z Helsinskej univerzity sa zamerala na najväčšiu koncentráciu galaxií pozorovanú v centrálnej oblasti, kde zhluk galaxií oslepuje bielo-zlatým žiarením.
Webb zachytil neznáme galaxie
Vedci používajú termín „svetelný rok“ na opis vzdialenosti, ktorú svetlo prekoná za rok, čo je približne 5,88 biliónov míľ (9,46 biliónov kilometrov). Keďže svetlo potrebuje čas na presun, nástroje ako Webb môžu nahliadnuť do podmienok, ktoré existovali pred miliardami rokov.
Hubble a ďalšie observatóriá prispeli k tomuto výskumu hlbokého vesmíru, ale infračervené detektory Webba odhaľujú štruktúry, ktoré boli doteraz neviditeľné.
Pozorovanie toľkých rôznorodých galaxií v jednej oblasti pomáha výskumníkom sledovať, ako sa tieto mohutné hviezdne mestá vyvíjajú v priebehu vesmírneho času.
Dynamika nových zoskupení galaxií
Viac ako polovica všetkých galaxií v našom vesmíre existuje v skupinách, čo robí tieto zoskupenia cennými pre pochopenie evolúcie galaxií.
Keď galaxie interagujú v takýchto tesných podmienkach, gravitácia im môže dať prekvapivé tvary alebo ich dokonca zlúčiť dohromady.
Mnohé z týchto skupín vo vzorke COSMOS-Web pravdepodobne vytvorili zväzky, ktoré navždy zmenili ich históriu, čo viedlo k zrážkam alebo novým výbuchom hviezd.
Niektoré z týchto skupín sú tak veľké, že môžu výrazne zakriviť dráhu svetla od objektov za nimi.
Vedci, ktorí študujú tieto systémy, skladajú dohromady vzory, ktoré pomáhajú vysvetliť, ako sa hmota rozdeľuje v obrovských priestoroch.
Galaxie v husto osídlenom regióne
Keď galaxie žijú v husto osídlených oblastiach, ako sú skupiny, ich okolie má tendenciu odtrhávať plyn z vonkajších okrajov. Táto strata plynu obmedzuje budúcu tvorbu hviezd a môže viesť k rýchlejšiemu starnutiu galaxií.
Vedci pozorovali tento proces, nazývaný odtrhnutie od stáda, v mnohých susedných zhlukoch.
V niektorých prípadoch sa galaxie prechádzajúce hustým centrom skupiny rozpadajú pod vplyvom gravitácie alebo zrážajú so susedmi.
Tieto udalosti často vyvolávajú náhle výbuchy tvorby hviezd alebo úplne menia tvar galaxií. Časom podmienky v skupine určujú, čím sa stane každý jej člen.
Objav svietenia starovekých objektov
Dáta z röntgenových pozorovaní, zhromaždené starými teleskopmi, zaznamenávajú rozžeravené mraky plynu v týchto skupinách galaxií. Bez špeciálnych prístrojov by tento horúci plyn nebol viditeľný.
Samostatne, viditeľné a infračervené snímky Hubblovho teleskopu zaznamenávajú hviezdy v najbližších galaxiách a blikajúce jadrá vzdialených galaxií.
Webb preniká ešte hlbšie a zachytáva slabú infračervenú žiaru starobylých objektov, ktoré by inak mohli zostať nepovšimnuté.
Vedci porovnávajú všetky tieto pozorovania, aby určili vzdialenosť, tvar a zloženie hviezd každej galaxie. Mladé hviezdy žiaria jasným modrým svetlom, zatiaľ čo staré hviezdy svietia červenou farbou.
„Čím je galaxia ďalej, tým červenšia sa zdá byť,“ poznamenáva tím COSMOS-Web. Každá zmena farby pomáha potvrdiť vek a odhaliť rýchlosť tvorby hviezd v priebehu obrovských epoch.
Pohľad na raný vesmír
Iniciatíva COSMOS-Web pokrýva 0,54 štvorcového stupňa oblohy, čo sa môže zdať málo, ale v skutočnosti je to plocha, ktorá je dvakrát väčšia ako tri úplné mesiace vedľa seba.
V rámci tohto 255-hodinového programu sa používa kamera Webb’s Near-InfraRed Camera na zber údajov, ktoré môžu byť použité v rôznych výskumoch formovania galaxií, temnej hmoty a zrodu hviezd.
Vedci chcú presne určiť galaxie, ktoré vznikli v ére reionizácie, kritickom období, keď rané hviezdy reionizovali vodík v mladom vesmíre.
Oblasť hlbokého vesmíru s tisíckami galaxií rôznych tvarov a veľkostí na čiernom pozadí. Väčšina z nich má tvar kruhov alebo oválov, niektoré sú špirálovité. Vzdialenejšie galaxie majú červenšiu farbu a sú menšie, až do veľkosti jednoduchého bodu, zatiaľ čo najbližšie galaxie sú o niečo väčšie a majú bielu alebo modrastú farbu. Niekoľko zlatistých galaxií je zoskupených v strede. Jasné hviezdy obklopené lúčmi sa nachádzajú v našej galaxii.
Tento projekt je zameraný aj na štúdium vzťahu medzi hmotnosťou hviezd galaxie a hmotnosťou jej rozsiahlejšieho galaktického haloa.
Odhalenie tohto vzťahu môže objasniť, ako galaxie zostávajú stabilné a kde môžu vznikať nové hviezdy. Hoci mnoho otázok zostáva otvorených, táto spoločná práca rozšírila naše možnosti štúdia rozsiahleho vesmíru.
Galaxie sa menia v čase
Na novom snímku získanom teleskopom Webb je ohromujúca obrovská rozmanitosť tvarov galaxií. Niektoré z nich sa elegantne otáčajú a vytvárajú špirálovité ramená, iné vyzerajú ako hladké jasné škvrny a tretie sa zdajú byť zložito prepletené alebo sa navzájom pretínajú.
Každá konfigurácia rozpráva príbeh turbulencie, zrodu hviezd alebo gravitačného odporu, ktorý formoval jej konečný vzhľad.
Astronómovia sledujú tieto štrukturálne náznaky, aby zistili, ako sa galaxie menia v priebehu času. Pozorovanie skupinových prostredí je súčasťou tejto skladačky.
Keď sa niekoľko galaxií zoskupí, môžu zdieľať zdroje alebo brániť svojmu vzájomnému vývoju, čím pridávajú ďalšie vrstvy do vesmírneho gobelínu, ktorý sa rozprestiera na miliardy svetelných rokov.
Budúci výskum evolúcie galaxií
Budúci výskum bude pokračovať v spresňovaní meraní vzdialeností, histórie formovania hviezd a rozloženia temnej hmoty v týchto nových galaktických skupinách.
Webb už inšpiruje nové hypotézy o tom, ako rýchlo galaxie dosahujú zrelosť, a nové údaje môžu potvrdiť alebo korigovať tieto rané modely.
Odborníci sa spoliehajú na synergiu nástrojov, ako je vesmírny teleskop Hubble NASA/ESA, röntgenová observatórium Chandra NASA a XMM-Newton ESA, vďaka čomu je prínos každej misie životne dôležitý.
Spojenie všetkých týchto pohľadov obohacuje naše chápanie galaktickej siete, ktorá sa tiahne za hranice nášho domova v Mliečnej dráhe.
