Kupa a moře galaxií

ESO 019/10 tisková zpráva

Tisíce vzdálených galaxií zachycuje širokoúhlý snímek, který dnes zveřejnila ESO. Přesněji se jedná o velkou skupinu galaxií patřících k mohutné galaktické kupě Abell 315. Jakkoliv se záběr může zdát galaxiemi doslova zaplněn, je viditelné uskupení pouze příslovečným vrcholem ledovce. Galaktická kupa Abell 315, stejně jako většina ostatních, je totiž tvořena především temnou hmotou. Obrovská hmotnost kupy zakřivuje paprsky světla přicházející z ještě vzdálenějších galaxií a mírně tak deformuje jejich vzhled. (celý snímek)   

Pokud se podíváte na oblohu neozbrojeným okem, uvidíte jen hvězdy a objekty patřící k naší Galaxii plus několik jejich nejbližších galaktických souputníků. Vzdálenější galaxie jsou prostě příliš slabé na to, aby je bylo možné pouhým okem pozorovat. Pokud bychom je ale viděli, pokryly by doslova celou oblohu. Tento nový snímek pořízený ESO je jednak širokoúhlý a za druhé byl pořízen dlouhou expozicí. Díky tomu odhaluje tisíce galaxií zaplňujících plochu oblohy zhruba tak velkou jako Měsíc v úplňku.

Tyto galaxie se nacházejí v širokém rozmezí vzdáleností od Země. Některé z nich, zvláště ty v horní části snímku, jsou relativně blízko a je u nich možné rozlišit spirální ramena nebo eliptická halo. Ty vzdálenější se jeví jako malé mlhavé skvrnky a jejich světlo k nám vesmírem putovalo osm miliard let i více.
 
Směrem dolů a doleva od středu snímku naleznete koncentraci asi stovky nažloutlých galaxií patřících ke galaktické kupě, která nese číslo 315 ve slavném katalogu, vytvořeném americkým astronomem Georgem Abellem v roce 1958 [1]. Kupa se ve skutečnosti nachází někde mezi slabými galaxiemi na pozadí snímku a Zemí, asi 2 miliardy světelných let od nás, a při pohledu na oblohu byste ji nalezli v souhvězdí Velryby (Cetus, Cet).
  
Kupy galaxií patří k největším strukturám ve vesmíru, které jsou drženy pohromadě gravitací. Galaxie přispívají k celkové hmotě kupy pouhými deseti procenty, započteme-li k tomu i horký mezigalaktický plyn, pak dvaceti procenty. Zbývajících osmdesát procent pak připadá na neviditelnou hmotou neznámého složení, rozprostřenou mezi galaxiemi, zvanou temná hmota. [2]

Přítomnost temné hmoty prozrazuje jen její gravitační působení: hmota celé galaktické kupy působí na světlo přicházející z objektů na pozadí jako obří lupa, zakřivuje dráhu paprsků a jemně deformuje jejich obraz [3]. Díky podrobné analýze deformovaných obrazů jednotlivých objektů mohou astronomové odvodit celkovou hmotnost kupy, bez ohledu na to, zda je tato hmota vidět či ne. Nicméně tento efekt je ve skutečnosti velmi slabý a je potřeba jej sledovat na obrovském vzorku vzdálených galaxií. Aby bylo možné v případě kupy Abell 315 dosáhnout relevantních výsledků, byly při odhadu hmotnosti proměřeny tvary 10 000 slabých galaxií. Celková hmotnost kupy Abell 315 přesahuje 100 bilionů Sluncí [4].  

Aby byl extrémní rozsah kosmických vzdáleností na snímku kompletní, nalezneme na něm také objekty mnohem menší než kupy galaxií či galaxie, které jsou k nám zároveň mnohem blíže. Kromě řady hvězd naší Galaxie rozptýlených v celém zorném poli, jsou na záběru zachyceny také barevné stopy mnoha asteroidů [5]. Ty jsou součástí hlavního pásu planetek naší Sluneční soustavy (mezi Marsem a Jupiterem) a jejich velikost se pohybuje v rozmezí desítek kilometrů pro ty nejjasnější až po pár kilometrů pro ty nejslabší.

Tento snímek byl pořízen pomocí kamery WFI (Wide Field Imager) umístěné na dalekohledu MPG/ESO (La Silla, Chile) s primárním zrcadlem o průměru 2,2 m. Jedná se o záběr složený z několika jednotlivých snímků, pořízených přes trojici širokopásmových filtrů dlouhými expozicemi - téměř 1 h v oboru B (Blue, modrá) a téměř 1,5 h v oboru V a R (Visible, viditelná oblast se středem v zelené barvě a Red, červená). Zorné pole celého snímku je 34' x 33' (úhlových minut).    

Zdroj

 
[1] Katalog Abell z roku 1958 obsahuje 2712 galaktických kup a v roce 1989 byl doplněn o dalších 1361 objektů stejného typu. G. Abell vytvořil tento unikátní seznam na základě vizuální prohlídky fotografických desek se snímky oblohy, když hledal místa, ke byl ve stejné vzdálenosti od nás větší průměrný počet galaxií.
 
[2] Asi 10 % hmotnosti galaktické kupy tvoří horké plazma (řídká směs protonů a elektronů) s teplotou i více jak 10 milionů stupňů, které je při těchto podmínkách pozorovatelné v oboru rentgenového záření.
  
[3] Odborně se toto mírné zkreslení nazývá „slabé gravitační čočkování“ jako protiklad k „silnému gravitačnímu čočkování“, charakterizovaného známějšími projevy jako je například obloukový resp prstencový efekt a vznik vícenásobných obrazů.

[4] Studium slabého gravitačního čočkování v rámci kupy Abell 315 bylo publikováno v časopise  Astronomy & Astrophysics v roce2009 (“Weak lensing observations of potentially X-ray underluminous galaxy clusters” autorů J. Dietrich a kol.).

[5] Modré, zelené a červené stopy ukazují, že každý asteroid byl snímán jen jedním z trojice filtrů. Každá stopa je ve skutečnosti složena z mnohem kratších úseků, podle toho, jak dlouhou dráhu v hvězdném poli asteroid urazil za dobu jednotlivé expozice. Podle délky krátkých stop může být odhadnuta vzdálenost asteroidu.

Další informace

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 14 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.
 

Kontakty

Henri Boffin; ESO, VLT Press Officer; Garching, Germany; Tel: +49 89 3200 6222

Překlad: Jiří Srba, Hvězdárna Valašské Meziříčí
Národní kontakt: Viktor Votruba +420 267 103 040; votruba@physics.muni.cz

autor: Jiří Srba