Astronomové nalezli dosud největší mladou superkupu galaxií

ESO 033/18 tisková zpráva

Pomocí dalekohledu ESO/VLT vědci objevili kosmického titána ukrytého v mladém vesmíru

Mezinárodnímu týmu astronomů se pomocí dalekohledu ESO/VLT a přístroje VIMOS podařilo odhalit obrovskou kosmickou strukturu v mladém vesmíru. Zárodek superkupy galaxií – který dostal přezdívku Hyperion – objevili na základě nových měření a zpětné podrobné analýzy archivních dat. Jedná se o největší a nejhmotnější strukturu, jaká byla dosud nalezena v takové vzdálenosti a tedy časově odlehlé rané fázi vývoje vesmíru – objekt pozorujeme tak, jak vypadal téměř před 12 miliardami let, tedy asi 2 miliardy let po velkém třesku.

Tým vědců pod vedením Olgy Cucciati (Istituto Nazionale di Astrofisica, INAF, Bologna) využil výkonu přístroje VIMOS pracujícího na dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) a identifikoval gigantickou mladou superkupu galaxií (galaxy proto-supercluster) formující se v mladém vesmíru v době asi 2,3 miliardy let po velkém třesku. Struktura, která od členů týmu dostala přezdívku Hyperion, je dosud největším a nejhmotnějším útvarem nalezeným v takto rané fázi vývoje vesmíru [1]. Hmotnost celé struktury je enormní. Podle výpočtů dosahuje 1 biliardy (milion miliard) Sluncí [2], což je srovnatelné s hmotnostmi nejrozsáhlejších útvarů současného vesmíru. Objev takto mohutné struktury v rané fázi vývoje vesmíru však astronomy překvapil. 

„Vůbec poprvé se podařilo nalézt takto rozsáhlý útvar s velkým rudým posuvem, který odpovídá období asi 2 miliardy let po velkém třesku,“ vysvětluje vedoucí autorka práce Olga Cucciati [3]. „Podobné struktury obvykle pozorujeme s menším rudým posuvem, tedy v pozdějším období, kdy už měl vesmír dostatek času na to vytvořit takto gigantické útvary. Byli jsme opravdu překvapení, když jsme spatřili něco tak mohutného v relativně mladém vesmíru!“    

Struktura Hyperion se nachází na obloze v souhvězdí Sextant a leží v zorném poli COSMOS. Byla identifikována na základě zpracování rozsáhlého objemu dat, která byla k tomuto poli získána v rámci přehlídky VIMOS Ultra-deep Survey pod vedením Oliviera Le Fèvre (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, LAM; Centre national de la recherche scientifique, CNRS; Centre National d’Etudes Spatiales, CNES). Přehlídka VIMOS Ultra-Deep Survey vědcům poskytuje bezprecedentní 3D mapu rozložení asi 35 tisíc galaxií.  

Členové týmu rovněž zjistili, že útvar Hyperion má velmi složitou strukturu – obsahuje přinejmenším 7 oblastí s vysokou hustotou, které jsou propojeny filamenty galaxií – a jeho velikost je srovnatelná s blízkými superkupami, které však mají zcela jiné uspořádání.

„Hmota v blízkých superkupách je mnohem více koncentrována a vytváří typické strukturální útvary,“ vysvětluje člen týmu astronom Brian Lemaux (University of California, Davis, USA; LAM). „Hyperion má však hmotu rozloženu rovnoměrněji v několika vzájemně propojených shlucích volně vázaných asociací galaxií.“     

Tento kontrast je pravděpodobně dán faktem, že nedaleké superkupy měly miliardy let na to, aby gravitační působení nahromadilo hmotu do hustějších oblastí – u mladšího uskupení Hyperion působily stejné procesy po mnohem kratší dobu.

Vzhledem ke své velikosti v již tak rané fázi evoluce vesmíru se Hyperion pravděpodobně vyvinul v rozsáhlou strukturu, podobnou těm, jaké známe z našeho současného kosmického okolí – například superkupy tvořící útvar známý jako Sloan Great Wall nebo Superkupa Virgo (Virgo Supercluster), do které patří i naše Galaxie. „Výzkum útvaru Hyperion a jeho srovnání s podobnými současnými strukturami nám může poskytnout důležité informace o vývoji vesmíru v minulosti i v budoucnosti. A je to také příležitost otestovat naše modely formování superkup,“ dodává Olga Cucciati. „Mimořádnost tohoto kosmického titána nám pomáhá poodhalit historii velkých kosmických struktur.“

Zdroj

Poznámky

[1] Přezdívka Hyperion byla vybrána podle titána z řecké mytologie, a to kvůli velikosti a hmotnosti objektu. Inspirací tohoto mytologického pojmenování je předchozí objev kupy v nitru útvaru Hyperion, která dostala název Colossus. Jednotlivé hustotní útvary tvořící Hyperion byly rovněž pojmenovány mytologickými jmény, například Theia, Eos, Selene a Helios.

[2] Odhadovaná hmotnost útvaru Hyperion je asi 10¹⁵ Sluncí.

[3] Světlu, které na zemi přichází z extrémně vzdálených objektů, trvá cesta vesmírem velmi dlouho. Díky tomu máme k dispozici ‚okno‘ nabízející pohled do minulosti vesmíru. Vlnová délka světla, které objekty vyslaly, je však během cesty natažena díky expanzi vesmíru samotného, tomuto efektu říkáme kosmologický rudý posuv. Vzdálenější objekty (které vidíme hlouběji v minulosti) mají rudý posuv větší, proto astronomové používají rudý posuv také jako měřítko času. Rudý posuv objektu Hyperion je 2,45, což znamená, že jej pozorujeme tak, jak vypadal v době asi 2,3 miliardy let po velkém třesku.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “The progeny of a Cosmic Titan: a massive multi-component proto-supercluster in formation at z=2.45 in VUDS”, který byl zveřejněn ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmu: O. Cucciati (INAF-OAS Bologna), B. C. Lemaux (University of California, Davis and LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES), G. Zamorani (INAF-OAS Bologna), O.Le Fèvre (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES), L. A. M. Tasca (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES), N. P. Hathi (Space Telescope Science Institute, Baltimore), K-G. Lee (Kavli IPMU (WPI), The University of Tokyo & Lawrence Berkeley National Laboratory), S. Bardelli (INAF-OAS Bologna), P. Cassata (University of Padova), B. Garilli (INAF–IASF Milano), V. Le Brun (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES), D. Maccagni (INAF–IASF Milano), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma), R. Thomas (European Southern Observatory, Vitacura), E. Vanzella (INAF-OAS Bologna), E. Zucca (INAF-OAS Bologna), L. M. Lubin (University of California, Davis), R. Amorin (Kavli Institute for Cosmology & Cavendish Laboratory, University of Cambridge), L. P. Cassarà (INAF–IASF Milano), A. Cimatti (University of Bologna & INAF-OAS Bologna), M. Talia (University of Bologna), D. Vergani (INAF-OAS Bologna), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute, Baltimore), J. Pforr (ESA ESTEC) a M. Salvato (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států: Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje VLT (Velmi velký dalekohled) a dva přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem světa, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem zařízení APEX a revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Olga Cucciati; INAF Fellow – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna; Bologna, Italy; Email: olga.cucciati@inaf.it

Calum Turner; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Email: pio@eso.org