Nečekaný objev, který nás nutí k zamyšlení. Astronomové objevili nejstarší galaxii, jakou jsme kdy viděli

Nově objevená galaxie právě překonala rekord nejstarší dosud pozorované galaxie a představuje velkou výzvu pro naše současné modely vzniku galaxií. Jmenuje se JADES-GS-z14-0 a jasně září v raném vesmíru, jak vypadala necelých 300 milionů let po velkém třesku. Druhý nedávný objev, nazvaný JADES-GS-z14-1, potvrdil, že je téměř stejně vzdálený.

Astronomové tvrdí, že detekce jsou nyní „jednoznačné“, což znamená, že kosmický úsvit má možná co vysvětlovat.“ V lednu 2024 pozoroval NIRSpec tuto galaxii JADES-GS-z14-0 po dobu téměř deseti hodin, a když bylo spektrum poprvé zpracováno, existoval jednoznačný důkaz, že galaxie má skutečně červený posuv 14,32, čímž byl překonán dosavadní rekord nejvzdálenější galaxie,“ říkají astronomové Stefano Carniani ze Scuola Normale Superiore v Itálii a Kevin Hainline z University of Arizona.

„Ze snímků bylo zjištěno, že zdroj má průměr více než 1 600 světelných let, což dokazuje, že světlo, které vidíme, pochází převážně z mladých hvězd, a nikoli z emise v blízkosti rostoucí supermasivní černé díry. Tolik světla hvězd znamená, že galaxie má několikasetmilionovou hmotnost Slunce! To vyvolává otázku: Jak mohla příroda vytvořit tak jasnou, hmotnou a velkou galaxii za méně než 300 milionů let?“

Na preprintový server arXiv byly nahrány tři samostatné články. Zatím nebyly recenzovány, ale všechny tři mají stejný závěr. JADES-GS-z14-0 rozhodně existuje, je to zářivý datový bod, který představuje novou cestu vpřed pro pochopení toho, jak se formoval vesmír, a to na samém počátku.

Až donedávna jsme měli jen velmi málo konkrétních poznatků o období známém jako kosmický úsvit, tedy o první miliardě let po velkém třesku před 13,8 miliardami let. To proto, že raný vesmír byl vyplněn mlhou neutrálního vodíku, která rozptylovala světlo a bránila jeho šíření. Tato mlha netrvala dlouho; byla ionizována a rozptýlena ultrafialovým světlem, které vyzařovaly objekty v raném vesmíru, a na konci kosmického úsvitu byl prostor průhledný.

Do té doby se tam však potloukala celá řada hvězd a galaxií. Pokud chceme vědět, jak to všechno vzniklo, musíme být schopni nahlédnout do mlhy.

To je jedna z věcí, ke které byl JWST se svýma výkonnýma infračervenýma očima navržen. Infračervené záření je schopno procházet hustými médii, kterými jiné světlo procházet nemůže, a jeho dlouhé vlnové délky jsou schopny procházet s minimálním rozptylem. JWST provádí pokročilý průzkum JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), při němž hledá objekty v období prvních 650 milionů let po velkém třesku, a to s velmi zajímavými výsledky.

Jednou z věcí, kterou opakovaně nacházíme, jsou velké objekty mnohem dříve, než bychom je očekávali. To bylo docela ohromující, protože jsme pracovali s předpokladem, že věci jako supermasivní černé díry a galaxie vznikají dlouho, mnohem déle, než je časový rámec, ve kterém je pozorujeme.

Ale JADES-GS-z14-0 je naprostý unikát. Je velmi velká a velmi jasná, což vůbec neodpovídá tomu, jak astronomové předpovídali, že galaxie v raném vesmíru vypadají. Zaprvé, její velikost ukazuje, že většina světla musí pocházet od hvězd, a ne od světelného záblesku z prostoru kolem rostoucí supermasivní černé díry.

Analýza jejího světla odhaluje přítomnost velkého množství prachu a kyslíku, což je tak brzy nečekané. Takto těžké prvky by musely vzniknout uvnitř hvězd, které by pak musely explodovat. Tyto vlastnosti naznačují, že již 300 milionů let po velkém třesku muselo žít a zaniknout několik generací masivních hvězd.

Vzhledem k tomu, že životnost největších současných hvězd se pohybuje jen kolem několika milionů let, není to nemožné, ale přesto to není úplně to, co astronomové očekávali.

Celkově galaxie naznačuje, že je třeba přehodnotit raný vesmír, a ukazuje, že velké množství světelných zdrojů, které v ní pozorujeme, nelze zcela vysvětlit rostoucími černými dírami. Nějakým způsobem se velké, jasné a dobře zformované galaxie mohou shromažďovat již na počátku kosmického úsvitu.

„JADES-GS-z14-0 se nyní stává archetypem tohoto jevu,“ říká Carniani. „Je ohromující, že vesmír dokáže vytvořit takovou galaxii za pouhých 300 milionů let.“

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: arxiv.org, bbc.com, pweb.cfa.harvard.edu