Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vyspělostí se myslí hlavně obsah těžkých prvků a prachu. Tyto závěry vyplynuly ze studia 118 vzdálených (a tedy starých) galaxií pomocí dalekohledu ALMA.
Většina současných galaxií se začala formovat už ve velmi raném vesmíru, naše Mléčná dráha např. asi 0,2 miliardy let po velkém třesku. Asi 1 až 1,5 let po velkém třesku zažívaly galaxie fázi rychlého růstu. Během této doby získaly galaxie většinu své hmotnosti, prach, těžké prvky i spirálovitý tvar.
Nový průzkum se zaměřil na 118 galaxií, které dnes vidíme právě v této fázi. Mezinárodní tým došel k závěru, že sledované galaxie byly přitom oproti dosavadním předpokladům vesměs mnohem vyspělejší a bližší tomu, jak galaxie vypadají dnes.
Množství prachu a těžkých prvků (míněno vše kromě vodíku a helia) znamená překvapení, původní galaxie by je obsahovat neměly. Do vesmíru se těžké prvky mohly dostat až z prvních hvězd, zdálo by se tedy, že počátek expanze galaxií nastal v době, kdy ještě dost hvězd nestihlo zaniknout. 20 % sledovaných galaxií bylo ovšem prachem vyloženě nacpaných, takže v ultrafialovém spektru už dokázal pohltit i značnou část signálu vznikajících hvězd.
Nečekané byly i tvary zkoumaných galaxií. Astronomové předpokládali, že většina galaxií v raném vesmíru vypadala v důsledku častých kolizí jako „vlaky po srážce“ (dle průvodní tiskové zprávy). Nové sledování ale ukazuje, že jejich značná část rotuje uspořádaným způsobem bez známek kolizí a některé svými disky a rodící se spirálovou strukturou již připomínaly Mléčnou dráhu. I tyto vlastnosti „moderních galaxií“ se tedy ve ve vesmíru objevily dříve, než se dosud předpokládalo.
Příslušným procesům vědci dosud pořádně nerozumějí, rychlost vývoje galaxií bude ještě třeba vysvětlit. Dalekohled ALMA sehrál velice významnou úlohu vzhledem ke spektru, které dokáže sledovat (zkratka znamená Atacama Large Millimeter / submillimeter Array). Vedle rádiového spektra se ovšem v projektu Alpine použilo i sledování raných galaxií na dalších vlnových délkách. Nejčastěji se průzkum galaxií ze raného vesmíru provádí ve viditelné nebo infračervené části spektra, kde je ale problém vidět oblasti zakryté prachem nebo sledovat pohyby plynů (ty se zase používají mj. k měření skrytě vznikajících hvězd). Několik nově zkoumaných galaxií bylo pro tyto dalekohledy dokonce zcela neviditelných. Vědci je nazvali Hubble-dark, protože je nedokázal vůbec zaznamenat ani Hubbleův vesmírný dalekohled. ALMA to zvládá.
Dalším cílem je porovnat galaxie plné prachu se stejně starými (nacházejícími se od nás ve stejné vzdálenosti), které mají jinou podobu (ne tak „vyspělou“). Proč se odlišují, nacházejí se např. v nějak rozdílném okolním prostředí?
Y. Fudamoto et al, The ALPINE-ALMA [CII] survey, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202038163
National Radio Astronomy Observatory/Phys.org
