Asi každý z nás zakusil v dětství zvláštní pocit, kdy se nám podařilo zvednout pomocí magnetu sponku nebo jiný drobný kovový předmět. Bez problému překonáte gravitační působení celé naší planety snáze, než se nasnídáte. Je zajímavé, v jakém nepoměru se nachází některé ze čtyř základních sil našeho vesmíru. Ale pokud se vydáme do hájemství velmi hmotných objektů, přebírá veškerou aktivitu gravitace…
O posledním programu Hubbleova teleskopu (hraničním poli Frontier Fields a souběžném Parallel Fields) jsme vás už informovali zde. Původní myšlenka celého projektu spočívala v tom, že jsme chtěli ještě podrobněji poznat celý pozorovatelný vesmír. Je skutečně tak homogenní a izotropický, jak nám to potvrdila předchozí Hubbleova hluboká a ultrahluboká pole? Nemáme se podívat ještě jiným směrem? Skeptici se do toho obuli v plné síle, ale tím vlastně přiměli personál teleskopu vymyslet zajímavý (a zřejmě poslední dlouhodobý) projekt v historii tohoto teleskopu.
Odborníci se po dlouhých debatách shodli. Pokud se chceme podívat někam dál do vesmíru, Hubbleovo rozlišení už nám nestačí. Je potřeba využít přirozeného mechanismu, jakým gravitace ovlivňuje světlo. Efekt gravitačního čočkování nám už takřka před sto lety objasnil Albert Einstein. Ale až v posledních dvou dekádách jej reálně využíváme při zkoumání vzdáleného vesmíru. Díky němu teď HST slídí po odlehlých končinách kosmu – a k tomu využívá gravitačního působení rozlehlých galaktických kup.
V rámci tříletého programu Frontier Fields teleskop prozkoumával okolí galaktické kupy Abell 2744 známé také pod názvem Pandořin klastr. Jde vlastně o jakýsi slepenec čtyř menších kup. Hubble sledoval danou oblast s šestiměsíčním odstupem. Během toho času totiž naše planeta (a kosmický teleskop-senior spolu s ní) vykoná jednu půlotočku kolem Slunce. Poloha teleskopu je vždy stabilizovaná směrem ke Slunci, aby jeho solární panely mohly dostávat potřebné množství energie. Takže s každým dalším půlrokem se tubus pootočí podél hlavní osy o 180°. Tím se vymění poloha dvou palubních kamer (jedné v oboru viditelného světla, druhé v infračerveném) a dochází k opakovanému monitorování dané části oblohy.
Rudý posuv malinké nadkupy Abell 2744 činí 0,308. Z toho se dá odvodit přibližná vzdálenost. Ta nám vychází na 3,5 miliardy světelných let. Z našeho pohledu se nachází v souhvězdí Sochaře na jižní obloze.
To, co zaznamenaly kamery HST, je velkým překvapením v našich představách o nadvládě gravitace na velkých škálách. Zkuste si představit množství hmoty o přibližně šestinásobku naší Galaxie, jež je doslova rozerváno gravitačním působením mnohočetné galaktické kolize. Díky tomuto procesu je do volného vesmíru obrovskými rychlostmi katapultováno až na dvě stě miliard hvězd! Ty pak bloudí prostorem a jejich slabé světlo (tvořící asi 10 % úhrnné zářivosti nadkupy) by nikdo v rámci běžného pozorování nezaznamenal. Ale nám se to povedlo díky dlouhodobému pozorování programu Hraniční pole.
V tomto případě totiž jde o mnohonásobná pečlivá měření malého výseku oblohy v několika frekvenčních pásmech a zároveň probíhající po delší dobu. A z toho pramení další bonus.
V době snímkování jsme díky palubnímu vybavení HST mohli provést spektrální analýzu pozorovaných objektů. Zjistili jsme, že tito hvězdní „bezdomovci“ jsou bohatí na prvky jako uhlík, kyslík a dusík. To znamená, že se vyvinuli až z materiálu předchozí generace hvězd – jde v podstatě o vzdálené sourozence našeho Slunce. Jejich chemické složení nám napovídá něco o jejich původu. Zřejmě pochází z galaxií s podobnou hmotností vůči té naší. Navíc mají s naší mateřskou hvězdou shodný obsah těžších prvků (metalicitu).
Hvězdy tedy pocházejí z galaxií podobných Mléčné dráze. Ale až lepší techniky detekce světla a jeho přesnější spektrální analýza nám umožní pochopit procesy, jež provází tato dramatická představení. Přinejmenším je to další kousek do skládanky vývoje gravitačně vázaných struktur v dobách mladšího vesmíru. A ten by nám mohl objasnit problém současný – v průběhu posledních let totiž zjišťujeme, že se nám po galaxii toulá obrovské množství osamocených hvězd, planet a dalších objektů.
Zdroj: https://frontierfields.org/2014/12/02/frontier-fields-finds-faint-light-of-homeless-stars/
https://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/43/full/