Centrální oblast Kupy ve Vlasech Bereniky. Kredit: NASA / JPL-Caltech / L. Jenkins (GSFC).

Asi 330 milionů světelných let od nás se nachází Kupa galaxií ve Vlasech Bereniky (Coma Cluster). Je velice zajímavá, a to v mnoha ohledech. Jde například o jedno z prvních míst, kde astrofyzici objevili zvláštní gravitační anomálie, které bylo možné vysvětlit přítomností neviditelné hmoty. Fritz Zwicky v roce 1933 zjistil, že se galaxie této kupy pohybují rychleji, než by měly. K přijetí myšlenky temné hmoty většinou odborníků sice zbývalo ještě asi tak 50 let, Zwicky už ale tehdy tnul do živého. Dnešní astrofyzici odhadují, že temná hmota tvoří asi 90 procent veškeré hmoty Kupy galaxií ve Vlasech Bereniky.

Pieter van Dokkum. Kredit: Ethan Tweedie / Yale.

Jednou z výstředností této kupy galaxií jsou temné galaxie, doslova galaktické přízraky. Jak jsme psali na OSLU před rokem, astronomové v té době objevili populaci celkem 47 velice slabě zřetelných ultrařídkých galaxií, které jsou jenom šmouhami na černi vesmíru. Vědci k tomu použili zařízení kanadské Univerzity v Torontu jménem Dragonfly Telephoto Array. Jde o jeden z nejmenších profesionálních astronomických teleskopů na světě, který namísto jedné čočky využívá soustavu 10 čoček z fotoaparátů. 

Když tehdy Pieter van Dokkum z Yale, nejen astrofyzik, ale také vášnivý milovník vážek, temné galaxie poprvé uviděl v počítači, tak prý nevěřil, že jsou skutečné. Studiem rozmístění galaxií v této kupě ale dospěli k závěru, že temné a velice nezřetelné galaxie opravdu existují. Od té doby astronomové objevili stovky podobných galaxií, v Kupě ve Vlasech Bereniky i jinde. Van Dokkum a spol. se rozhodli tyto galaktické fantomy pořádně prostudovat. Vybrali si k tomu galaxii Dragonfly 44, jednu z největších a nejjasnějších, i když mluvit v souvislosti s temnými galaxiemi o „jasnosti“ je poněkud zavádějící. Galaxie Dragonfly 44 vyzařuje sotva procento toho, co dovede Mléčná dráha.

Dragonfly Telephoto Array. Kredit: P. Van Dokkum; R. Abraham; J. Brodie / University of Toronto.

Van Dokkum s kolegy využili desetimetrový teleskop Keck II Keckovy observatoře na havajské Mauna Kea. Byla to intenzivní záležitost, pozorování temné galaxie trvalo celkem 33,5 hodin během 6 nocí. Ale stálo to za to. Detailní analýzou spektra záření galaxie Dragonfly 44 badatelé zjistili, že se v této galaxii hvězdy pohybují relativní rychlostí vzhledem k ostatním hvězdám, která činí zhruba 47 kilometrů za sekundu.
Na první pohled jde o nepříliš zajímavý údaj, astrofyzici by ale nesouhlasili. Z tohoto čísla lze odvodit, že Dragonfly 44 je pořádně velká galaxie, hmotností srovnatelná s naší Mléčnou dráhou. Jestli je v ní hmota rozložená podobně jako v Mléčné dráze, tak má Dragonfly 44 hmotnost asi 1 bilion Sluncí. Podle toho, co víme, obsahuje Dragonfly 44 nejméně 90 kulových hvězdokup, což podle vědců také ukazuje na to, že jde o pořádně velikou galaxii.

Keckovy teleskopy. Mauna Kea, Havajské ostrovy. Kredit: SiOwl / Wikimedia Commons.

Podle van Dokkuma je Dragonfly 44 vlastně takové temné dvojče Mléčné dráhy. Na každých 100 hvězd, které vznikly v naší Galaxii, se v Dragonfly 44 utvořila jenom jedna jediná. Možná byl viníkem kvasar v srdci Dragonfly 44, který vymazal všechen dostupný materiál ke tvorbě hvězd nebo to může mít na svědomí horký plyn Kupy ve Vlasech Bereniky. Avi Loeb a Nicola Amorisco z Harvardu nedávno navrhli, že si ultrařídké galaxie mohly rozředit hvězdný materiál rychlou rotací. Nová pozorování sice ukazují, že Dragonfly 44 rotuje vcelku pomalu, Loeb ji ale podezřívá, že se mohla zrodit jako rychle rotující, ztratit většinu materiálu ke tvorbě hvězd a pak ještě přijít o rychlou rotaci kvůli interakcím s okolním galaxiemi. Podle van Dokkuma je ale vznik temného dvojčete Mléčné dráhy a dalších ultrařídkých galaxií stále záhadný. 

Video:  Forming Massive Galaxies - Pieter van Dokkum

Video: Dragonflies: Pieter van Dokkum


Literatura
Nature News 26. 7. 2016, Wikipedia (Coma Cluster)