Zvětšit obrázek

Diagram vývoje vesmíru a poloha galaxie A1689-zD1. Kredit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Detailní snímky z Hubbleovy infračervené kamery a spektrometru NICMOS (Neara Infrared Camery and Multi - Object Spectrometer) odhalily „nezletilou“ galaxii A1689-zD1, v níž dochází k bouřlivému zrodu hvězd.

Zvětšit obrázek

Kupa galaxií Abell 1689. Vpravo detaily galaxie A1689-zD1. Kredit: NASA/ESA/L. Bradley (JHU)/R. Bouwens (UCSC)/H. Ford (JHU)/G. Illingworth (UCSC)

Vše během tzv. „doby temna“ („dark agens“), doby krátce po Velkém třesku (asi 700 miliónů let), ale dříve než první hvězdy začnou zahřívat chladný a temný vesmír. Také infračervený Spitzer Space Telescope potvrdil, že se tato mladá galaxie formovala v „době temna“.

„Byli jsme překvapení objevem tak neobyčejně jasné a mladé galaxie ve vzdálenosti 12,8 miliard let,“ říká Garth Illingworth (University of California, Santa Cruz), člen výzkumného týmu. „Je to zatím nejdetailnější pohled na objekt v tak daleké minulosti."

„Hubbleovy snímky přinášejí detailní pohled na strukturu galaxie. To zatím nezvládá žádný jiný dalekohled,“ dodává Rychard Bouwens (UC Santa Cruz), spoluobjevitel. Nové obrazy by měly nabídnout pohled na narození a vývoj galaxie a přinést informace o typech objektů, které pravděpodobně přispěly k ukončení „doby temna“. Vzdálená galaxie je také ideálním cílem pro Hubbleova následníka - James Webb Space Telescope (JWST), jehož vyslání do kosmu je naplánováno na rok 2013.

Zvětšit obrázek

Velmi mladá vznikající galaxie v raném vesmíru (ilustrace).
ANIMACE - SPUSTIT
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Hubble pohlíží zpět v čase a pomůže astronomům vytvořit album snímků galaxií od dětských let až do dospělosti.

Zvětšit obrázek

Galaktická „nemluvňata“ v dospělém vesmíru (ilustrace).
ANIMACE
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Nové Hubbleovy a Spitzerovy obrazy galaxie A1689-zD1 ukazují dobu, kdy galaxie byly ještě „neplnoletá“.

Podle současných teorií „doba temna“ začala asi 400 000 let po Velkém třesku, kdy materiál v rozpínajícím se vesmíru ochladl a vytvořil obrovská mračna chladného vodíku. Tyto chladné mraky prostoupily vesmír jako hustá mlha a ten se stal neprůchodným pro světelné paprsky. Někdy během této éry se začaly tvořit hvězdy a galaxie. Jejich společné světlo zahřálo a rozpustilo „mlhu“ z chladného vodíku a asi miliardu let po Velkém třesku ukončilo „dobu temna“. Někde v této éře se nachází i galaxie A1689-zD1.

„Tato galaxie je pravděpodobně jednou z mnoha galaxií, které pomohly ukončit dobu temna,“ řekl Larry Bradley http://www.pha.jhu.edu/~ldb/index.html (Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland), vedoucí studie. „Astronomové jsou si docela jisti, že vysokoenergetické objekty jako jsou kvasary nemají dostatek energie, aby ukončily dobu temna. Ale obrovské množství mladých, formujících se galaxií by možná mohlo vyprodukovat dost energie na to, aby ji ukončily.“

Zvětšit obrázek

ALMA Kredit: AIP

Galaxie je tak daleko, že se na optických snímcích z Hubbleovy kamery ACS (Advanced Camera for Surveys) neobjevila. Expanze vesmíru totiž způsobuje, že se její světlo posunulo až do neviditelné infračervené části spektra.

Zvětšit obrázek

Rychard Bouwens (UC Santa Cruz)

Viditelná byla až po společném infračerveném pozorování Hubbleovou kamerou NICMOS a Spitzerem. Ale ani tato technika by nebyla nic platná, kdyby astronomům nepomohla sama příroda jedním „jednoduchým“ trikem – tzv. gravitační čočkou. Tímto přírodním „dalekohledem“ byla relativně blízká (2,2 miliard sv.l.) masivní kupa galaxií známá jako Abell 1689, která leží na spojnici mezi galaxií A1689-zD1 a Zemí. Rozptýlené světlo vzdáleného objektu je téměř nemožné pozorovat, ale gravitační čočka ho ohnula, soustředila na Zem a zesílila téměř 10krát. Tím ho udělala dostatečně jasným pro Hubbla i Spitzera.

Snímky odhalily jasné, husté shluky stovek miliónů masivních hvězd v kompaktní oblasti o průměru asi 2 000 sv.l., tj. jen zlomek rozměrů naší Galaxie (100 000 sv.l.). Bradley a Illingworth tvrdí, že tento typ galaxie je v raném vesmíru, kdy se formovala převážná část hvězd, naprosto běžný.

Zvětšit obrázek

Princip gravitační čočky. Kredit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Také Spitzerovy snímky ukázaly, že hmotnost galaxie je pro galaxie v raném vesmíru typická. Je srovnatelná s hmotností několika miliard Slunci podobných hvězd - opět jen zlomek hmotnosti Mléčné dráhy.

Zvětšit obrázek

Vznikající galaxie se zárodky rodících se hvězd v raném vesmíru, v období kratším než miliarda let po Velkém třesku (ilustrace). Kredit: NASA, ESA, and G. Bacon (Space Telescope Science Institute)

„Toto pozorování potvrzuje předchozí Hubbleovy studie, že hvězdy se rodí v poměrně malých oblastech ve srovnání s finální velikostí galaxie,“ řekl Illingworth.

Přestože se za pomoci gravitačních čoček zvýšila jasnost galaxie, Hubbleovo „bystré oko“ může pozorovat jen nejjasnější a nejhmotnější hvězdy v galaxii. Nemůže rozlišit slabší a méně hmotné, jednotlivé hvězdy nebo materiál, z něhož se hvězdy rodí. To by se mělo podařit až infračervenému James Webb Space Telescope. Proto se galaxie A1689-zD1 stane jedním z jeho prvních sledovaných objektů. Astronomové ještě poznamenali, že vzdálená galaxie je také ideálním cílem pro rozestavěný evropský radioteleskop ALMA (Atacamaa Large Millimeter Array, Chile), který se po dokončení v roce 2012 stane se svými 64 anténami největším na světě. Webb by měl rozlišit jednotlivé hvězdy a ALMA pohyby galaktického plynu. V nejbližší době při sledování galaxie nezůstanou pozadu ani Keck (Havaj) a VLT (Chile).

Výsledky budou publikovány v Astrophysical Journal.

Zdroj: Spitzer Space Telescope