EGSY8p7, galaxie s největším rudým posuvem. Kredit: Adi Zitrin / Caltech

Pozorováním nejstarších galaxií se už povážlivě blížíme období Velkého třesku. Potvrzuje to i nový rekord, jehož držiteli se teď stali vědci havajské observatoře K.M. Kecka. Adi Zitrin z Caltechu a jeho spolupracovníci využili služeb místního infračerveného spektrografu MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer for Infra-Red Exploration), který na Keckově observatoři funguje od roku 2012. S jeho pomocí zjistili, že galaxie s nenápadným jménem EGSY8p7, které nejvíc ze všeho připomíná slabé heslo k emailové poště, na nás září z dob, kdy vesmíru bylo méně než 600 milionů let. Jinými slovy, její světlo k nám letí nějakých 13,2 miliardy let.

Adi Zitrin. Kredit: Caltech.

Pravda, není to nejvzdálenější objekt, který je v podezření, že jde o galaxii. Údaje, které galaxii EGSY8p7 doprovázejí, ji ale dodávají punc důvěryhodnosti. Máme totiž k dispozici její rudý posuv. Hodnota rudého posuvu nově objevené galaxie, čili prodloužení vlnové délky elektromagnetického záření v závislosti na vzdálenosti jeho zdroje, činí 8,68. To je docela značný posun oproti předešlému rekordu, který činil 7,73. Na druhou stranu, pokud astrofyzici udělují za objev putovní pohár, tak teď nikam putovat nemusí. Předešlou nejvzdálenější galaxii (EGS-zs8-1) totiž objevili rovněž na Keckově observatoři.

Galaxie EGSY8p7 v Hubbleově a Spitzerově vesmírném dalekohledu. Kredit: I Labbé (Leiden University), NASA/ESA/JPL-Caltech.

Zitrin a spol. na MOSFIRE zachytili v záření galaxie EGSY8p7 emisní čáru Lyman-alfa, která je neklamným znamením horkého vodíku, ionizovaného intenzivním ultrafialovým zářením čerstvě zrozených hvězd. Emisní čáru Lyman-alfa známe vcelku důvěrně ze záření bližších galaxií, ale její detekce z tak veliké dálky je nečekaná. Podle astrofyziků totiž záření Lyman-alfa může být snadno absorbováno temnými oblaky neutrálních atomů vodíku, o nichž se domníváme, že se v těch dobách hojně vyskytovaly v mezigalaktickém prostoru.

EGS-zs8-1, galaxie s druhým největším rudým posuvem. Kredit: NASA, ESA, P. Oesch & I. Momcheva (Yale University), 3D-HST & HUDF09/XDF Teams.

Nedávno vyšlo najevo, že počet galaxií, v nichž je zřetelná emisní čára ionizovaného vodíku Lyman-alfa, nápadně klesá ve vesmíru mladším než zhruba 1 miliardu let, což odpovídá hodnotě rudého posuvu kolem 6. Jak se zdá, galaxie EGSY8p7 představuje výjimku a možná i svědectví, že to v ranném vesmíru probíhalo trochu jinak, než jsme si mysleli.

Počítačové simulace ranné vesmíru tvrdí, že prvních 400 milionů let byl vesmír pro záření s emisní čárou Lyman-alfa zcela neprůhledný. Pak se rozsvítily první galaxie, zuřivé ultrafialové záření jejich mladých hvězd postupně ionizovalo všechen okolní neutrální vodík a vesmír se stal pro záření Lyman-alfa průhledným.

Zvětšit obrázek

Design spektrografu MOSFIRE. Kredit: UCLA.

Astrofyzici tomu říkají Éra reionizace. Zitrin a spol. se domnívají, že jejich galaxie EGSY8p7 byla v té době neobvykle hodně zářivá a mohutným tokem ultrafialového záření kolem sebe vytvořila ohromnou bublinu ionizovaného vodíku výrazně dřív, než to tehdy zvládly průměrné galaxie. Mohla v ní například sídlit populace neobvykle horkých hvězd.
Objev emisní čáry Lyman-alfa u galaxie v tak ranném vesmíru naznačuje, že reionizace probíhala nerovnoměrněji, než jsme si představovali. Příčinou mohlo být například nerovnoměrné rozložení hmoty v tehdejším vesmíru. 


Literatura
W.M. Keck Observatory 5. 8. 2015, Wikipedia (EGS-zs8-1).