Toto sme ešte nikdy nevideli: Vedci našli obrovskú galaxiu, je temná a nemá hviezdy

Vesmír nám opäť ukazuje, že naše predstavy o jeho fungovaní nemusia platiť vždy a všade. Astronómovia sa dostali najbližšie v histórii k potvrdeniu existencie takzvanej zlyhanej galaxie, ktorá nesie označenie Cloud-9. Ide o gigantickú štruktúru, ktorá disponuje všetkými predpokladmi na to, aby žiarila tisíckami hviezd, no napriek tomu v nej nežiari prakticky vôbec nič.

Tento kozmický prízrak sa nachádza približne 14 miliónov svetelných rokov od Zeme, v blízkosti známej špirálovej galaxie Messier 94. Podľa najnovších meraní obsahuje obrovský oblak neutrálneho vodíkového plynu s hmotnosťou prevyšujúcou 1 milión násobkov hmotnosti nášho Slnka. Ešte masívnejšia je však neviditeľná zložka, pretože halo temnej hmoty dosahuje hmotnosť až okolo 5 miliónov hmotností Slnka.

Bežné galaxie za takýchto podmienok fungujú ako obrovské hviezdne pôrodnice, kde sa plyn postupne zhlukuje a rozsvecuje celé galaktické ramená. Cloud-9 však zostal uväznený v absolútnom tichu a tme, čo z neho robí najlepšieho kandidáta na temnú galaxiu, akého kedy ľudstvo objavilo. O hľadanie podobných neviditeľných štruktúr sa zaujímajú aj moderné observatóriá, pričom temná hmota dostane nového lovca v podobe masívneho teleskopu.

Ticho, ktoré vedcom vyrazilo dych

Výskumný tím pod vedením Ignacia Trujilla z Kanárskeho astrofyzikálneho inštitútu zameral na túto záhadnú oblasť najväčší optický teleskop na svete Gran Telescopio Canarias. S pomocou vysoko citlivej kamery HiPERCAM vedci získali doteraz najhlbšie optické snímky tejto časti oblohy, ktoré prekonávajú predchádzajúce pozorovania až desaťnásobne.

Hoci do objektu investovali hodiny čistého pozorovacieho času, výsledok bol prekvapivo jednoznačný. Na mieste, kde by sa mal nachádzať jasný hviezdny ostrov, nezaznamenali vôbec žiadne optické emisie. Prístroje potvrdili iba prázdny priestor bez akejkoľvek stopy po svietiacich hviezdach.

Podľa Trujilla je práve táto prázdnota najcennejším výsledkom celého výskumu. Väčšina objektov vo vesmíre za sebou zanecháva aspoň slabú stopu svetla, no Cloud-9 nezanechal vôbec nič. Rádiové teleskopy pritom jasne potvrdzujú prítomnosť obrovského množstva plynu, čo vylučuje možnosť, že by na danom mieste žiadny objekt neexistoval.

Limit, ktorý vylučuje bežné vysvetlenia

Vedci sa pri analýze zamerali na všetky možné alternatívy, vrátane existencie veľmi starých a málo svietivých hviezd chudobných na kovy, ktoré sa hľadajú mimoriadne ťažko. Ani tie najkonzervatívnejšie modely však nedokázali prítomnosť výraznejšej hviezdnej populácie potvrdiť.

Výpočty stanovili horný limit celkovej hviezdnej hmotnosti v tomto objekte na maximálne 16 000 hmotností Slnka. V porovnaní s miliónom solárnych hmôt samotného plynu ide o zanedbateľné číslo, ktoré potvrdzuje, že proces tvorby hviezd v tomto oblaku v podstate nikdy nezačal.

Objekt sa pritom nachádza v relatívne bežnom galaktickom prostredí a nie je vystavený extrémnym deštruktívnym silám, ktoré by z neho hviezdy vytrhli. Všetko nasvedčuje tomu, že Cloud-9 predstavuje skutočne nedotknutý relikt, ktorý teoretici predpovedali už pred niekoľkými desaťročiami.

Prečo galaxia nedokázala zapáliť svoje hviezdy

Otázka, prečo takto masívny objekt nezrodil hviezdy, fascinuje astrofyzikov po celom svete. Hlavná teória sa opiera o udalosti v ranom vesmíre, konkrétne o takzvanú epochu reionizácie, keď prvé hviezdy a kvazary zaplavili vesmír silným ultrafialovým žiarením.

Toto intenzívne pozadie dokázalo zohriať plyn v menších halách temnej hmoty na tak vysokú teplotu, že plyn už nedokázal efektívne chladnúť. Ak plyn nedokáže vychladnúť, nemôže gravitačne skolabovať do hustých jadier, v ktorých by sa naštartovala termonukleárna fúzia.

Kozmologické simulácie už dlho naznačujú, že halá temnej hmoty s hmotnosťou pod určitou kritickou hranicou by mali zostať prakticky bez hviezd. Cloud-9 presne zapadá do tohto teoretického rámca a naznačuje, že takéto temné galaxie nie sú anomáliami, ale prirodzenou súčasťou vesmíru.

Čo prinesú ďalšie pozorovania

Hoci dôkazy z pozemných teleskopov aj z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu hovoria jasnou rečou, astronómovia chcú definitívne potvrdenie. Na definitívne uzavretie prípadu bude potrebné nasadiť najmodernejšiu dostupnú techniku priamo na obežnej dráhe.

Do pátrania by sa mohol zapojiť Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba, ktorý dokáže v infračervenom spektre rozlíšiť aj jednotlivé extrémne slabé hviezdy. Tým by sa definitívne vylúčilo akékoľvek skryté žiarenie rozptýleného svetla.

Objav objektu Cloud-9 otvára dvere k úplne novej kategórii astronomických cieľov. Ak sa potvrdí, že vo vesmíre existujú milióny podobných neviditeľných galaxií, vedci získajú kľúčový nástroj na pochopenie toho, ako temná hmota formovala kozmickú pavučinu, v ktorej dnes žijeme.

Čítajte viac z kategórie: Novinky