Záhadné ultrahmotné galaxie spatřeny v raném vesmíru

Astronomové využívající vesmírný teleskop Jamese Webba (JWST) objevili tři ultrahmotné galaxie – téměř stejně hmotné jako naše Galaxie – již během první miliardy let po Velkém třesku. Tento objev, který je součástí průzkumu JWST/FRESCO (First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observations), naznačuje, že hvězdy v raném vesmíru rostly mnohem rychleji, než se dosud předpokládalo, což zpochybňuje dosavadní modely vzniku galaxií.

Dosud se předpokládalo, že všechny galaxie se postupně formovaly v rozsáhlých halo temné hmoty. To zachycuje plyn (atomy a molekuly) do gravitačně vázaných struktur. Obvykle se v galaxiích přemění na hvězdy maximálně 20 % tohoto plynu. Nové poznatky však tento názor zpochybňují a ukazují, že masivní galaxie v raném vesmíru mohly růst mnohem rychleji a efektivněji, než se dosud předpokládalo.

„Otázka 'nemožně' hmotných galaxií krátce po Velkém třesku trápí astronomy již od prvních snímků pořízených Webbovým teleskopem,“ řekl Ivo Labbé, astronom na Swinburne University of Technology. „Je to podobné, jako kdybychom našli batole vážící 100 kg. Webbův teleskop nyní dokázal, že v raném vesmíru se skutečně potulují monstra.“

Většina zdrojů nalezených při průzkumu FRESCO odpovídá stávajícím modelům, ale astronomové objevili také tři překvapivě hmotné galaxie s hvězdnými hmotnostmi srovnatelnými s dnešní Mléčnou dráhou. Byly pojmenovány jako „červené příšery“ kvůli vysokému obsahu prachu, který jim na snímcích z Webbova teleskopu dodává výrazně červený vzhled. Ty tvoří hvězdy téměř dvakrát efektivněji než jejich protějšky s nižší hmotností a galaxie v pozdějších dobách.

„Tato zjištění vyvolávají nové otázky pro teorie vzniku galaxií, konkrétně problém 'příliš mnoha a příliš hmotných' galaxií v raném vesmíru,“ řekl Ivo Labbé. „Současné modely nedokážou vysvětlit, jak je možné, že tvorba hvězd je tak superúčinná, a to velmi brzy ve vesmíru. Obvyklý předpoklad je, že explodující hvězdy a supermasivní černé díry zabíjejí tvorbu hvězd. Není pochyb o tom, že budoucí pozorování Webbova teleskopu nám poskytnou vodítka k tomu, co nám uniká.“

„Nález tří tak masivních ´zvířat´ mezi vzorky představuje lákavou hádanku,“ řekl profesor Stijn Wuyts, astronom z University of Bath. „Mnoho procesů ve vývoji galaxií má tendenci zavádět rychlostní limitaci toho, jak efektivně se plyn může přeměnit na hvězdy, ale zdá se, že tato červená monstra se většině těchto překážek nějak rychle vyhnula.“

„Tyto výsledky naznačují, že galaxie v raném vesmíru mohly tvořit hvězdy s nečekanou účinností,“ řekl Mengyuan Xiao, astronom z Ženevské univerzity. „Až budeme tyto galaxie studovat detailněji, nabídnou nám nové poznatky o podmínkách, které formovaly nejranější epochy vesmíru.“

„Červená monstra jsou jen začátkem nové éry našeho zkoumání raného vesmíru. Právě to je na astronomii tak skvělé, že nás neustále překvapují nové objevy,“ řekl profesor Wuyts. „Již během prvních několika let provozu nám Webbův teleskop připravil několik nepříjemností. Ve více ohledech nám ukázal, že některé galaxie během prvních kapitol vesmírné historie rychle dozrávají.“

Článek o zjištěných faktech vyšel v časopise Nature.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/ultra-massive-galaxies-early-universe-13424.html a https://phys.org/news/2024-11-discovery-galactic-red-monsters-early.html

autor: František Martinek