7 000 galaktických kup skrytých před našima očima

Jak zvážíte něco, co nevidíte a co se skrývá ve světle, které je téměř stejně staré jako samotný vesmír? Tým vedený fyziky z Argonne National Laboratory právě publikoval odpověď v podobě katalogu obsahujícího více než sedm tisíc kup galaxií, sestavený z pěti let pozorování pomocí dalekohledu South Pole Telescope.

Kupy galaxií jsou největší struktury ve vesmíru, které drží pohromadě gravitace. Obsahují stovky nebo dokonce tisíce galaxií vázaných horkým plynem a obrovským množstvím temné hmoty. Protože se nacházejí na samém vrcholu škály velikostí, fungují jako citlivé sondy pro testování našich představ o temné hmotě, temné energii a způsobu, jakým se struktura vesmíru vyvíjela po miliardy let.

Nový katalog pochází z experimentu SPT 3G, který využívá kameru modernizovanou v roce 2017 se šestnácti tisíci detektory vyrobenými v Argonne a umístěnými na dalekohledu South Pole Telescope na stanici Amundsen Scott South Pole v Antarktidě. Místo přímého fotografování galaxií tým pátral po jemném zkreslení kosmického mikrovlnného pozadí, slabém dosvitu, který zbyl z Velkého třesku. Když toto starověké světlo prochází kupou galaxií, vysokoenergetické částice uvnitř kupy na ní zanechávají svůj „otisk prstu“, což je efekt pojmenovaný po fyzicích Sunyajevovi a Zeldovičovi. Výsledkem je, že každá kupa se jeví jako jakýsi stín vržený na nejstarší světlo ve vesmíru.

Průzkum, který se rozprostíral přes zhruba čtyři procenta oblohy (!), odhalil 8 892 kandidátských hvězdokup, z nichž 7 190 bylo potvrzeno pomocí optických a infračervených dat z průzkumu Dark Energy Survey. Zhruba pětina z nich se nikdy neobjevila v žádném předchozím katalogu a u dvou třetin celého vzorku se jedná o vůbec první případ, kdy byl jejich horký plyn detekován. Některé z těchto systémů jsou staré více než 7,8 miliardy let a nabízejí pohled na kosmickou strukturu v době, kdy byl vesmír ještě relativně mladý.

Lindsey Bleemová, fyzička z Argonne, která studii vedla, popsala výsledky jako otevření skutečně nového okna do starověkého vesmíru a katalog označila za milník pro celou oblast kosmologie hvězdokup, který pravděpodobně podpoří mnoho dalších studií v nadcházejících letech. Stejně cenná je tichá a nenápadná práce, která se za těmito čísly skrývá. Pečlivé validace, z velké části provedené postgraduální studentkou University of Chicago Kaylou Kornoeljeovou, dává ostatním výzkumníkům jistotu, že tyto detekce jsou skutečné a robustní, a nikoliv statistický šum.

Snímek z Hubbleova teleskopu ukazuje galaktickou kupu Abell 1689. Kombinuje data z viditelné i infračervené oblasti z kamery Advanced Camera for Surveys (ACS) Hubbleova teleskopu HST s kombinovanou dobou expozice přes 34 hodin, aby odhalil tuto část oblohy ve větších a nápadnějších detailech, než v předchozích pozorováních.

Katalog také odhalil něco nečekaného o samotných kupách: výrazný nárůst emisí souvisejících s prachem dále v čase, což naznačuje, jak se aktivita formování hvězd kolem těchto obřích systémů měnila s tím, jak vesmír stárnul.

Vzhledem k tomu, že nadcházející průzkumy z observatoře Vera Rubin v Chile a mise Euclid Evropské kosmické agentury ESA mají přidat další potvrzení, tento katalog vypadá méně jako závěr, ale spíše jako úvodní kapitola, která slibuje zpřesnit náš obraz o tom, jak vesmír vyrostl do rozsáhlé struktury, kterou dnes pozorujeme.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/7000-galaxy-clusters-hiding-in-plain-sight a https://www.anl.gov/article/south-pole-telescope-analysis-yields-catalog-of-more-than-7000-galaxy-clusters

autor: František Martinek