Vědci z Japonska, Velké Británie, Nizozemska a Spojených států amerických objevili galaxii, která se nachází v rekordní vzdálenosti od Země. Jeho světlu trvalo více než 13 miliard let, než dosáhlo dalekohledů na Zemi. Nyní to vidíme tak, jak to bylo pouhých 300 milionů let po velkém třesku. Možná je jeho světlem světlo nejstarších hvězd ve vesmíru, které astronomové nikdy předtím neviděli.
Velký třesk: Fakta a mylné představy
Abychom vysvětlili, proč je pozorování nejvzdálenějších galaxií tak důležité, promluvme si o tom, jak vznikl pozorovatelný vesmír.
Lidé daleko od astronomie často špatně chápou Velký třesk a expanzi vesmíru. Zdá se jim, že prostor kdysi vůbec neexistoval nebo se zhroutil do bodu. A pak v tomto bodě nastal Velký třesk a odtud začalo rozpínání vesmíru. Tyto mylné představy posiluje oblíbené přirovnání vesmíru k nafukovacímu balónu.
Je pravda, že Velký třesk je začátkem expanze vesmíru. Neexistoval však jediný bod, ve kterém vznikl a z něhož se vesmír nafoukl jako míč ze svého středu. Expanze začala ve všech bodech vesmíru najednou. Představte si prostor jako elastický ubrus. Pokud jej zatáhnete za všechny okraje najednou, natáhne se, tedy roztáhne. Ale ještě před zahájením expanze byl ubrus již prodloužený (a vůbec ne „složený do špičky“). Rozšíření však zvětšuje vzdálenost mezi libovolnými dvěma body: segment nakreslený na ubrus fixem se prodlužuje a prodlužuje.
Skutečný prostor samozřejmě nemá téměř žádné hrany a k expanzi nedochází, protože za ně někdo táhne. Ve skutečnosti je vesmír s největší pravděpodobností nekonečný (nevíme to jistě). A pokud je to tak, pak to bylo nekonečné ještě před Velkým třeskem. Od té doby se prostor rozšířil, i když velmi velký, ale stále konečný počet.
Další věc je, že svět před velkým třeskem byl úplně jiný. Byla v něm nějaká pole a částice, ale ani protony a atomy neexistovaly, o hvězdách a planetách nemluvě. V tomto a pouze v tomto smyslu lze Velký třesk považovat za okamžik zrození Vesmíru. Přesnější by bylo říci – Vesmír, jak ho známe.
Materiál k tématu
Dalekohled jako stroj času
Velký třesk nastal přibližně před 13,8 miliardami let. Již v první minutě se začala tvořit atomová jádra. Po stovkách tisíc let se spojily s elektrony a vytvořily atomy. Světlo prvních hvězd osvětlovalo vesmír o stovky milionů let později.
Všechny velké galaxie, včetně naší, se začaly formovat krátce po velkém třesku. V tomto smyslu jsou téměř stejně staří jako Vesmír. Ale kosmos nezůstal během posledních miliard let nezměněn. Galaxie rostly, srážely se a splývaly jedna s druhou. Zhasly první hvězdy a rozptýlily hmotu zpracovanou v termonukleárních pecích po celém okolí. Z tohoto popela vznikla svítidla druhé generace. Po vyhoření se staly stavebním materiálem pro hvězdy třetí generace, mezi které patří i Slunce. Při pozorování přítomnosti Vesmíru je velmi obtížné rekonstruovat jeho minulost. Není to snazší než říci, které kontinenty, oceány a pohoří existovaly na Zemi miliardy let před objevením člověka.
Naštěstí mají astronomové klíč k cestování v čase. Právě v gigantických vzdálenostech oddělují galaxie. Jestliže světlu ze vzdáleného hvězdného systému trvalo 13 miliard let, než k nám dorazilo, pak to vidíme tak, jak to bylo před 13 miliardami let. Proto chtějí „vesmírní archeologové“ pozorovat objekty co nejdále.
Materiál k tématu
Nestálé vzdálenosti
Pravda, rozeznat vzdálený vesmírný objekt od blízkého není tak snadné. Většina galaxií vypadá dalekohledem jako zamlžené skvrny a je těžké přijít na to, proč je jedna jasnější než druhá: protože je blíže nebo protože vyzařuje více světla. Ale existuje způsob.
Vychází ze skutečnosti, že světlo je druh elektromagnetického vlnění. Různé typy těchto vln se od sebe liší vlnovou délkou, tedy vzdáleností mezi sousedními hřebeny. U světla se pohybuje od 400 nanometrů (fialové světlo) do 800 nanometrů (červené světlo). Existují také vlny, které jsou kratší než světlo: ultrafialové, rentgenové a nakonec nejkratší – gama paprsky. Infračervené a rádiové vlny jsou delší než světlo.
A nyní je čas vzpomenout si na expanzi vesmíru. Když se prostor natahuje, roztahují se i elektromagnetické vlny, které jím procházejí. Jejich hřebeny se od sebe vzdalují, vlnová délka se zvětšuje. Ultrafialové paprsky vyzařované vzdálenou galaxií dopadají na Zemi ve formě světla nebo dokonce infračervených vln.
Rozložením světla nebeského tělesa do spektra, tedy jeho „tříděním“ podle vlnové délky, můžete pochopit, jak moc se po cestě protáhlo v důsledku rozpínání Vesmíru. Hodnota, která to charakterizuje, se nazývá červený posuv a označuje se písmenem z.
Když znáte rudý posuv, můžete vypočítat dobu, kterou světlo strávilo cestováním, a tím i vzdálenost k objektu. Pravda, jednoduché pravidlo „doba cesty světla v letech se rovná vzdálenosti ve světelných letech“ už na takové vzdálenosti nefunguje. Složité vztahy mezi prostorem, časem a gravitací nutí vědce objasnit samotný pojem vzdálenosti a hovořit samostatně o radiálních, doprovodných a jiných vzdálenostech. Najednou se tedy ukazuje, že během cesty dlouhé 13 miliard let urazilo světlo vzdálené galaxie v jednom smyslu 13 miliard světelných let, v jiném 30 miliard a ve třetím dokonce 270 miliard.
Abychom čtenáře nezmátli, budeme v budoucnu mluvit nikoli o vzdálenosti, ale o době cesty světla. Odborníci si vystačí i s rudým posuvem, aniž by jej v cokoli přepočítali. Astronom říká: „Viděl jsem objekt s z=13,“ a jeho kolegové obdivně zalapali po dechu.
Vědci pochybují, že by vesmírný dalekohled dokázal odhalit nejstarší a nejvzdálenější galaxie.
Někteří astronomové se domnívají, že galaxie s velkým množstvím prachu a aktivní tvorbou hvězd, které existovaly 1 miliardu let po Velkém třesku, lze zaměnit za galaxie lámající rekordy, uvádí Space.
Uplynul přesně měsíc od chvíle, kdy NASA zveřejnila první vědecké snímky nového Webbova vesmírného dalekohledu. Datum 12. července 2022 je považováno za den, kdy nejvýkonnější vesmírná observatoř zahájila plný provoz.
Objev starověkých galaxií
Během několika týdnů začali vědci studovat první sadu vědeckých dat z dalekohledu a oznámili, že Webb objevil nejstarší, a tedy nejvzdálenější galaxie ve vesmíru, které existovaly 200–300 milionů let po velkém třesku.
Фокус již psali o galaxii GLASS-z13, o které se vědci domnívají, že existovala 300 milionů let po zrození Vesmíru, poté se objevily informace o objevu galaxie CEERS-93316, která existovala o 250 milionů let později.
Existovaly i další galaxie, například CEERS-DSFG-1, o které se vědci domnívají, že existovala ještě dříve, pouhých 220 milionů let po velkém třesku. Všechny tyto objekty však stále zůstávají kandidáty na nejstarší a nejvzdálenější objekty ve vesmíru.
Někteří astronomové proto zpochybnili informaci, že některé z těchto galaxií jsou držiteli vesmírných rekordů. Týká se to zejména galaxií CEERS-DSFG-1 a CEERS-93316.
Čím dále je galaxie, tím více je její světlo nataženo v důsledku expanze vesmíru. Tomu se říká červený posuv. Čím je galaxie větší, tím je vzdálenější a starší. Například u galaxie CEERS-DSFG-1 astronomové, kteří ji objevili, určili, že její světelný červený posuv je mezi 17 a 18, což z ní činí nejstarší známou galaxii, která existuje již 220 milionů let po zrození vesmíru.
Podvodné galaxie
Ale skupina astronomů vedená Jorgem Zavalou z Národní astronomické observatoře Japonska znovu studovala data a zjistila, že tato galaxie má obrovské množství prachu.
Taková galaxie může napodobovat světlo galaxií s vysokým rudým posuvem. Vědci proto určili, že rudý posuv pro tuto rekordní galaxii je pouze 5. To znamená, že existovala 1,3 miliardy let po velkém třesku, což zdaleka není rekord.
Vědci studovali údaje o dalších dvou galaxiích, které, jak se zdá, také drží kosmický rekord. Jde o galaxii zvanou Macy s rudým posuvem 14,3, což naznačuje, že existovala 280 milionů let po velkém třesku, a galaxii CEERS-93316 s rudým posuvem 16,7, která byla zmíněna výše.
Co se týče galaxie Macy, vědci došli k závěru, že obsahuje mnohem méně prachu, což znamená, že její světlo odpovídá uvedeným parametrům rudého posuvu a je skutečně velmi staré a velmi vzdálené. Ale pokud jde o galaxii CEERS-93316, podle Zavaly má tato galaxie hodně prachu, a proto je její červený posuv s největší pravděpodobností 5, jako u galaxie CEERS-DSFG-1.
Vědci z University of Edinburgh, kteří objevili galaxii CEERS-93316, s tímto hodnocením nesouhlasí. Stále trvají na tom, že tato galaxie není tak zaprášená a ve skutečnosti existovala 250 milionů po zrození vesmíru.
Aby spory mezi vědci skončily, je podle Zavaly nutné získat ještě více dat, včetně použití těch nejvýkonnějších pozemních dalekohledů. A teprve poté bude možné kandidátským galaxiím objeveným Webbovým dalekohledem přiřadit status nejvzdálenějších a nejstarších objektů ve vesmíru.
Фокус již napsal, že Webbův teleskop se podařilo získat nejdetailnější snímek sloučení dvou galaxií, který odhaluje více detailů, než vědci získali pomocí fotografií z Hubbleova vesmírného dalekohledu.
- Přečtěte si nás v:
- Přečtěte si o telegramu
- Sledujte na Facebooku
- Sledujte na Twitteru
- Přečtěte si novinky Google
- Tagy:
- prostor
- astronomie
- vesmíru
- galaxie
- vesmírný dalekohled
- James Webb
- webb dalekohled
- Sdílet:
- poslat do telegramu
- sdílet na Facebooku
- tweet
- poslat do Viberu
- odeslat na Whatsapp
- odeslat do Messengeru
