Objev velmi jasné galaxie Y1 a její tajemství
Mezinárodní tým astronomů určil teplotu velmi jasné galaxie, jejíž světlo putovalo k nám před 13,2 miliardami lety. Tyto informace naznačují, že první galaxie raného vesmíru se vyvíjely velmi rychle a tvořily hvězdy tempem 180krát vyšším než naše galaxie, Mléčná dráha.
V předchozí studii byla tato galaxie, nazvaná Y1, zachycena díky svým výjimečně jasným prachovým oblakům, což ji činí nejvzdálenější galaxí, která byla přímo detekována světlem vyzařovaným jejím hojným kosmickým prachem, jež cestovalo 13,2 miliard let předtím, než k nám dorazilo. Jinými slovy, toto světlo nám poskytlo obraz galaxie tak, jak vypadala před 13,2 miliardami lety, tedy pouhých 600 milionů let po Velkém třesku.
Když vědci zjistili, že tak mladá galaxie obsahuje tolik prachu, usilovali o měření její teploty, neboť podezřívali, že podmínky v této galaxii z období raného vesmíru byly velmi odlišné od těch, jež byly pozorovány ve vesmíru mladším. K tomu použili observatoř ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v chilských Andách, která se skládá z 66 antén zachycujících záření emitované těmi nejranějšími galaxiemi. Toto záření jim umožnilo zjistit, že prach galaxie Y1 dosahuje teploty 90 kelvinů (tj. přibližně -180 °C), což je mnohem výše než teploty prachu v jiných dosud pozorovaných galaxiích.
„Jedním ze způsobů, jak zjistit, zda galaxie produkuje hodně hvězd, je měřit její teplotu a jasnost. Na základě získaných údajů pro Y1 ji můžeme označit jako továrnu na hvězdy nebo porodnici hvězd,“ shrnuje Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette, astrofyzik na univerzitě v Montrealu.
„Tato studie nás navádí k řešení problému, který vyvstává z prvních pozorování provedených teleskopem James Webb. Ten nám umožnil vidět velmi mladé galaxie velmi brzy po vzniku vesmíru. Tyto galaxie se nám však zdály být větší, masivnější a strukturovanější, dokonce i vyspělejší, než se předpokládalo. Jinými slovy, když se my, astrofyzici, díváme na velmi starý vesmír pomocí JWST, očekáváme, že uvidíme novorozené galaxie. Ale to, co vidíme, jsou spíše teenageři,“ upozorňuje paní Nguyen-Quoc Ouellette, která také zajišťuje komunikaci pro JWST.
„Pokud vycházíme z toho, že dobře známe věk vesmíru, podle našich modelů formování a vývoje galaxií, nemělo by být dostatek času na to, aby se tyto velmi mladé galaxie mohly vyvinout do stavu, v jakém je vidíme. Ale s tímto novým objevem chápeme, že tato mladá galaxie produkuje hvězdy mnohem rychleji, než bychom si kdy mysleli, že je to možné. A naznačuje nám, že naše modely vývoje galaxií nejsou v přesných východiscích pro velmi mladý vesmír. Galaxie vypadají jednoduše efektivnější ve vyrábění hvězd a budování své hmoty. Vidíme galaxii v růstové fázi, což nám dává vodítko, jak se všechny tyto adolescentské galaxie, které vidíme s JWST, staly tak rychle tak velkými,“ dodává astrofyzik.
Astrofyzik také uvádí, že teleskop ALMA je velmi efektivní pro studium prachu v galaxii. Konkrétně umožnil zjistit, že galaxie Y1 obsahuje množství prachu. „A tak, že galaxie Y1 je velmi prašná, naznačuje, že již obsahuje mnoho hvězd, které produkují prach. A to, že je tento prach relativně teplý, také znamená, že existuje mnoho hvězd, které ho zahřívají. Takže jasnost a teplota prachu naznačují, že se zde formuje mnoho hvězd,“ poznamenává paní Nguyen-Quoc Ouellette.
Galaxie Y1 skutečně formuje hvězdy 180krát rychleji než naše vlastní Mléčná dráha.
Během svého vývoje mají galaxie růstové fáze, a právě v této fázi je můžeme nazývat „porodnicemi hvězd“ nebo „továrnami na hvězdy“. Ale přijde doba, kdy začnou mít nedostatek paliva a nebude schopny produkovat tolik jako dříve. Stávají se pak mnohem klidnějšími. „Jak galaxie stárne, stává se příliš starou na to, aby produkovala hvězdy. Naše galaxie, například Mléčná dráha, je mnohem vyvinutější, mnohem klidnější. Proto produkuje pouze ekvivalent jednoho slunce každý rok, zatímco galaxie Y1 produkuje hmotnostní ekvivalent 180 sluncím jako je naše ročně. Produkuje možná několik hvězd hmotnějších než naše slunce a stovky méně hmotných než slunce. Pokud však uděláme průměr ze všech těchto hvězd z hlediska hmotnosti, je to ekvivalent 180 sluncím,“ vysvětluje astrofyzik.
„Tato studie nám ukazuje, že jsme možná podcenili schopnost galaxií v mladém vesmíru rychle produkovat hvězdy. Takže pokud se s teleskopem ALMA a dalšími teleskopy podaří najít další porodnice hvězd, jako je tato, potvrdí to, že mladý vesmír byl prostě naplněn těmito galaxiemi ve fázi růstu a vysvětlí, co pozorujeme s JWST. Tato studie nás navádí na slibnou cestu k vyřešení problému nadměrné přítomnosti velmi vyvinutých galaxií, které vidíme s JWST v primárním vesmíru,“ zdůrazňuje paní Nguyen-Quoc Ouellette.
