Webbův teleskop odhalil dávné dvojče Mléčné dráhy

Publikovaná ilustrace znázorňuje rekonstrukci toho, jak by vypadala galaxie Firefly Sparkle asi 600 milionů let po Velkém třesku, kdyby nebyla roztažená a zkreslená přirozeným efektem známým jako gravitační čočkování. Tento koncept je založen na snímcích a datech z vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST).

Vesmírný teleskop Jamese Webba objevil galaxii s názvem Firefly Sparkle, která existovala pouhých 600 milionů let po Velkém třesku a má podobnou hmotnost jako raná Mléčná dráha. Podobně jako světlušky „tančící“ za teplé letní noci září v pozorování vesmírného 10 různých hvězdokup. Tyto hvězdokupy jsou obklopeny jemným halo rozptýleného světla dalších rozptýlených hvězd.

Na základě podrobných snímků a dat z Webbova přístroje vědci určili, že hmotnost galaxie Firefly Sparkle je podobná hmotnosti, jakou by mohla mít Mléčná dráha, kdybychom mohli „vrátit čas“ a zvážit ji v době, kdy vznikala.

Jak dosáhli vědci takové přesnosti? Díky jevu zvanému gravitační čočkování, kdy masivní objekt v popředí zvětšuje a zkresluje světlo vzdálených galaxií, čímž je efektivně „přibližuje“. Ve spojení s pokročilými možnostmi Webbova zobrazování v blízké infračervené oblasti umožnil tento efekt astronomům studovat Firefly Sparkle s nebývalou jasností.

Jonathan Gardner představil nejnovější snímky galaxie „Firefly Sparkle“ pořízené pomocí JWST, které ukazují složité detaily a struktury. Uvnitř této zdánlivě maličké galaxie se toho děje tolik, že se jeví jako roj blesků za teplé letní noci; tato galaxie září hvězdokupami.

První aktivně se formující galaxie o hmotnosti mladé Mléčné dráhy
Vesmírný teleskop Jamese Webba poprvé objevil a „zvážil“ vzdálenou galaxii z doby asi 600 milionů let po Velkém třesku. Pozoruhodné je, že tato galaxie má podobnou hmotnost, jakou mohla mít Mléčná dráha ve stejné fázi vývoje. Většina galaxií, které Webbův teleskop z této doby pozoroval, je mnohem větší. Vědci nově objevené galaxii přezdívají „Světluška jiskřivá“ kvůli jejím jasným, zářícím hvězdokupám – celkem 10 – které podrobně prozkoumali.

„Nemyslel jsem si, že by bylo možné rozdělit galaxii, která existovala tak brzy ve vesmíru, na tolik odlišných složek, natož zjistit, že její hmotnost je podobná hmotnosti naší Galaxie v době jejího vzniku,“ řekl Lamiya Mowla, spoluautor článku a odborný asistent na Wellesley College v Massachusetts. „Uvnitř této malé galaxie se toho děje tolik, včetně mnoha různých fází vzniku hvězd.“

Tisíce třpytivých galaxií, které jsou navzájem svázány vlastní gravitací, tvoří mohutnou kupu galaxií oficiálně klasifikovanou jako MACS J1423. Největší jasný bílý ovál je superobří eliptická galaxie a dominantní člen této kupy galaxií. Kupa galaxií působí jako čočka, která zvětšuje a zkresluje světlo objektů ležících daleko za ní, což je efekt známý jako gravitační čočkování, který má velký přínos pro výzkum. Astronomové mohou detailně studovat čočkované galaxie, jako je například galaxie Firefly Sparkle.

Webbovy pozoruhodné zobrazovací schopnosti
Webbův teleskop byl schopen zobrazit galaxii s ostrými detaily ze dvou důvodů. Jedním z nich je výhoda vesmíru: Mohutná kupa galaxií v popředí radikálně zlepšila vzhled vzdálené galaxie díky přirozenému efektu gravitačního čočkování. A v kombinaci se specializací dalekohledu na infračervené světlo s vysokým rozlišením poskytl Webbův teleskop bezprecedentní nové údaje o obsahu galaxie.

„Bez této gravitační čočky bychom nebyli schopni tuto galaxii rozlišit,“ řekl Kartheik Iyer, spoluautor článku a vědecký pracovník NASA na Kolumbijské univerzitě v New Yorku. „Věděli jsme, že ji můžeme očekávat na základě současné fyziky, ale je překvapivé, že jsme ji skutečně viděli.“

Lamiya Mowla, který galaxii na Webbově snímku spatřil, zaujaly její zářící hvězdokupy, protože objekty, které jiskří, obvykle naznačují, že jsou extrémně komplikované.

Rekonstrukce vzhledu galaxie
Výzkumný tým vymodeloval, jak by galaxie mohla vypadat, kdyby nebyla roztažená, a zjistil, že připomíná protáhlou dešťovou kapku. Uvnitř jsou zavěšeny dvě hvězdokupy směrem nahoru a osm směrem dolů. „Naše rekonstrukce ukazuje, že shluky aktivně se formujících hvězd jsou obklopeny rozptýleným světlem jiných nerozptýlených hvězd,“ řekl Iyer. „Tato galaxie je doslova v procesu formování.“

Webbova data ukazují, že galaxie Firefly Sparkle je menší a spadá do kategorie galaxií s nízkou hmotností. Uplynou miliardy let, než dosáhne plné hmotnosti a zřetelného tvaru. „Většina ostatních galaxií, které nám Webb ukázal, není zvětšená ani protáhlá a nejsme schopni vidět jejich 'stavební kameny' odděleně. V případě Firefly Sparkle jsme svědky toho, jak se galaxie skládá cihlu po cihle,“ řekl Mowla.

Roztažené a zářící, připravené k podrobné analýze
Vzhledem k tomu, že galaxie je zkroucená do dlouhého oblouku, vědci snadno spatřili 10 výrazných hvězdokup, které vyzařují většinu světla galaxie. Zde jsou znázorněny v odstínech růžové, fialové a modré. Tyto barvy na Webbových snímcích a jeho podpůrných spektrech potvrdily, že tvorba hvězd neprobíhala v této galaxii najednou, ale byla rozložena v čase.

„Tato galaxie má rozmanitou populaci hvězdokup a je pozoruhodné, že je můžeme pozorovat odděleně v tak raném věku vesmíru,“ řekl Chris Willott z Herzbergova centra pro astronomický a astrofyzikální výzkum kanadské Národní výzkumné rady, spoluautor a hlavní řešitel pozorovacího programu. „Každý shluk hvězd prochází jinou fází vzniku nebo vývoje.“

Předpokládaný tvar galaxie ukazuje, že se její hvězdy neusadily v centrální výduti ani v tenkém zploštělém disku, což je další důkaz, že se galaxie stále formuje.

Zdroj: https://scitechdaily.com/webb-telescope-reveals-milky-ways-ancient-twin-sparkling-from-the-cosmic-dawn/

autor: František Martinek