Právě jsme viděli zrod prvních galaxií ve vesmíru. Vesmírný teleskop Jamese Webba je odhalil v rané fázi vývoje

Vědci právě identifikovali procesy formování některých nejranějších galaxií ve vesmíru v bouřlivé éře kosmického úsvitu. Pozorování JWST raného vesmíru před přibližně 13,3 až 13,4 miliardami let.

Je to jen několik set milionů let po Velkém třesku. Pozorování odhalilo nevyvratitelné známky aktivního nasávání zásob plynu do tří nově vznikajících a rostoucích galaxií. „Dalo by se říci, že jde o první ‚přímé‘ snímky vzniku galaxií, které jsme kdy viděli,“ říká astrofyzik Kasper Elm Heintz z Niels Bohr Institute v Dánsku, který výzkum vedl.

„Zatímco dříve nám vesmírný teleskop Jamese Webba ukazoval rané galaxie v pozdějších fázích vývoje, zde jsme svědky jejich samotného zrodu, a tedy i stavby prvních hvězdných soustav ve vesmíru.“

Období známé jako kosmický úsvit, tedy první zhruba miliarda let po velkém třesku, je zahaleno dvěma věcmi: tajemstvím a mlhou neutrálního vodíku, která prostupovala vesmírem a bránila volnému šíření světla. To první je vlastně přirozeným a přímým důsledkem toho druhého, protože světlo je nástrojem, který používáme k pochopení vesmíru.

JWST byl zčásti navržen jako pokus proniknout touto mlhou, protože infračervené vlnové délky, v nichž vesmír pozoruje, pronikají snadněji a putují dál než jiné vlnové délky. Chceme vědět, jak se vše spojilo, jak se z horké primordiální plazmové polévky spojily první hvězdy a galaxie, jak se mlha rozptýlila pod světlem raných objektů a jak vesmír udělal své dětské krůčky k tomu, čím je dnes.

Heintz a jeho mezinárodní tým proto použili výkonné infračervené oko JWST, aby se podívali směrem ke Kosmickému úsvitu, kde objevili signál, který lze vystopovat ke třem galaxiím. Konkrétně signál vycházel z neutrálního vodíku, který je obklopoval, protože plyn pohlcoval a znovu vyzařoval světlo galaxií.

Vědci zjistili, že tyto galaxie existovaly přibližně 400 až 600 milionů let po velkém třesku, který se odehrál přibližně před 13,8 miliardami let. Tyto tři galaxie tak patří k nejstarším zjištěným galaxiím. „Tyto galaxie jsou jako jiskřivé ostrovy v moři jinak neutrálního, neprůhledného plynu,“ říká Heintz.

Vědci navíc dokázali odlišit zásobárny plynu v okolí galaxií od mezigalaktického neutrálního plynu. Bylo zjištěno, že tyto zásobárny jsou poměrně velké a pokrývají značnou část každé galaxie, což naznačuje, že se aktivně formují do galaktického materiálu. A skutečnost, že tohoto plynu bylo tolik, také naznačuje, že v době pozorování se v galaxiích ještě nevytvořila většina hvězd.

„Během několika stovek milionů let po velkém třesku vznikly první hvězdy, než se hvězdy a plyn začaly spojovat do galaxií,“ říká kosmolog a astrofyzik Darach Watson z Niels Bohr Institute. „Právě tento proces vidíme v našich pozorováních jako počátek.“

Ohledně kosmického úsvitu máme stále mnoho otázek. Sotva jsme podívali na povrch a v neutrálním vodíku se stále skrývá mnoho tajemství, z nichž mnohá ještě nebyla objevena. Tři galaxie objevené Heintzem a jeho týmem jsou však krokem vpřed. Nyní, když víme, že galaxie existují, můžeme se na ně podívat blíže a lépe pochopit proces vzniku galaxií.

„Jedna z nejzákladnějších otázek, kterou jsme si my lidé vždy kladli, zní: „Odkud pocházíme?“, říká astronom Gabriel Brammer z Niels Bohr Institute.

„Zde dáváme dohromady trochu více odpovědí tím, že osvětlujeme okamžik, kdy vznikly některé z prvních struktur vesmíru. Je to proces, který budeme dále zkoumat, až se nám snad podaří poskládat ještě více dílků skládačky.“

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: science.org, webbtelescope.org