Protogalaxie ve stavu zrodu. Kredit: NASA.

Vesmír je plný galaxií. A všechny musely nějak vzniknout. Evoluce galaxií je podle všeho dlouhá a v řadě případů se táhne až do velmi mladého vesmíru. I naše Mléčná dráha nejspíš patří k velmi starým galaxiím a její věk podstatně přesahuje 13 miliard let. Detaily vzniku raných galaxií jsou ale pro nás stále do značné míry nejasné.

Kasper Elm Heintz. Kredit: Niels Bohr Institute.

S významným průlomem přichází, nikterak překvapivě, Vesmírný dalekohled Jamese Webba. Stal se prvním zařízením, které nám zprostředkovalo „přímý přenos“ ze vzniku jedněch z nejstarších galaxií ve vesmíru. Dánský badatel Kasper Elm Heintz z Niels Bohr Institutet a jeho kolegové se stali svědky procesu zrodu tří velmi raných galaxií ve známém vesmíru. Pozorujeme je v době před 13,4 až 13,3 miliardami let.

Niels Bohr Institutet. Kredit: Thue, Wikimedia Commons.

Tohle jsme už mockrát viděli v simulacích na počítačích nebo spíš na superpočítačích. Ale ještě nikdy v skutečném vesmíru. Vědci mohli pozorovat, jak se do malých protogalaxií hrnou velká množství kosmického plynu. Jak popisuje Heintz, i Webbův dalekohled doposud pozoroval rané galaxie v pozdějších fázích vývoje. Teď ale jejich tým viděl opravdový začátek. Jak rostou první galaxie.

Heintz a spol. odhadují, že dotyčnou trojici galaxií vidíme ve vesmíru, jemuž je zhruba 400 až 600 milionů let. To představuje asi první 3 až 4 procenta dosavadní historie vesmíru. V té době vznikaly první hvězdy a společně s kosmickým plynem vytvářely zárodky galaxií. Tehdy panovala ve vesmíru Éra reionizace, v níž docházelo vlivem záření nejstarších hvězd a dalších objektů k ionizaci do té doby neutrálních atomů vodíku. Vesmír plný neutrálního vodíku nebyl příliš průhledný. To se změnilo během reionizace, po které už vesmír zůstal v podstatě průhledný až do dnešní doby.

Z řídnoucí mlhy neutrálního vodíku se tehdy vynořovaly nejstarší galaxie. Právě takové scény teď Webbův dalekohled pozoroval. Jde o nejstarší měření chladného, neutrálního vodíku, který je stavebním materiálem hvězd a galaxií, jaké jsme doposud uskutečnili.

Video: James Webb and the Era of Reionization

Literatura

University of Copenhagen 23. 5. 2024.

Science 384: 890–894.

Hezké související video v češtině: Které galaxie jsou nejnudnější?