TLDR: Astronomové jim přezdívají „červená monstra“, mají totiž hmotnost podobnou naší galaxii dnes. Jde o výjimky z pravidla, nebo je kvůli nim potřeba napsat pravidla nová? To zatím nevíme… Studie tuna.

Vesmír je velké místo – třeba si v pondělí ráno říkáte, že cesta do roboty je nekonečně dlouhá, ale proti vesmíru je to úplné prd. Není proto šokantní, že tam venku narazíme i na některé nečekané nečekanosti – jako jsou obří galaxie, které jejich objevitelé přirovnávají ke „stokilovým batolatům“. Jak jejich existenci vysvětlit, a o jak (málo) častý jev ale jde, se ještě vědátoři neshodnou!

Na počátku…

Když uděláme krok dozadu – podle dnešních modelů trvá nějakou dobu, než se galaxie sestaví a rozrostou. Idea zní, že malé chuchvalce temné hmoty slouží jako gravitační centra, kolem kterých se shromažďuje běžná (tzv. baryonová) hmota, vznikne tu z ní černá díra (temná hmota gravitační singularity nevytváří) a kolem ní se pak shromáždí galaxie. Jednoduché jako facka!

To ale znamená, že celý proces zabere nějaký čas. Což, obratem, zase znamená, že do tohoto časového limitu by galaxie měly být relativně menší. Skutečnost, že přesně nevíme, jakou má temná hmota (neřku-li energie) úplně povahu, nám ale poznání a modely zjevně komplikuje. Právě proto Webb ostatně vznikl – aby ukázal, jestli naše teorie sedí na pozorování.

O absurdně velkých galaxiích z počátku vesmíru se ve spojitosti s Webbem píše již od počátku, takže si věc uveďme na pravou míru. Ano, některé z galaxií vysnímkované Webbem jsou skutečně tak velké, co bychom na základě dnešních teorií nečekali! Ale ne, neplatí to pro všechny, známe i řadu prťavých galaxií, které perfektně zapadají do dnešních teorií. Jenom se o jejich objevech obvykle nepíše tak halasně jako o těch, které do teorií nezapadají…

To by nicméně nemělo vyznít tak, že nad anomáliemi lze mávnout rukou. Stále záleží na tom, kolik těch anomálií existuje ve vztahu k ne-anomáliím. Objevilo se proto vysvětlení, podle kterého by možné mladé & anomálně velké galaxie nemusely být tak velké, jak vypadají – co když totiž je světlo vyzařované materiálem kolem jejich centrálních černých děr prostě velmi jasné, takže galaxie se zdají být větší, než ve skutečnosti jsou?

Malé nebo velké?

Hypotéza je to jistě velmi pěkná, bohužel nezapadá do všech anomálií – tím se dostáme k „dnešnímu“ triu, které odhalil v datech Webba astronom Mengyuan Xiao ze Ženevské univerzity ve Švýcarsku. Většina galaxií, které tým zkoumal, skutečně odpovídá stávajícím modelům vývoje galaxií – ale tři z nich skutečně vyčnívaly jako anomálie.

Každá z „červených příšer“ nejenže byla téměř stejně velká jako Mléčná dráha, ale zároveň žádná neodporuje současnému kosmologickému modelu ani vedoucí teorii temné hmoty. Podle vědátorů však jejich objev naznačuje, že galaxie přeměňují baryonovou hmotu na hvězdy dvakrát až třikrát rychleji než nejefektivnější hvězdotvorné galaxie v pozdějších epochách vesmíru!

Zdá se tedy, že první generace hvězd mohla vzniknout mnohem rychleji – a možná, že první černé díry rovněž konzumovaly hmotu daleko hladověji, než čekáme v dnešním, již napůl vyjedeném vesmíru!

Sluší se ale dodat, že názory na to, jak vysvětlit anomální mladé obry v ranném vesmíru, se různí. A v uplynulém měsíci se objevilo i vysvětlení, podle kterého by podobné objekty mohly být důkazem pro alternativní teorie vysvětlující temnou hmotu… bez temné hmoty…

Pozorování a teorie

Vědátoři z Case Western Reserve University tak vydali práci, podle které velké mladé galaxie hrají do not tzv. modifikované newtonovské dynamice alias MOND teorii. Ta operuje s tím, že galaxie mohou vznikat rychleji i bez temné hmoty… Protože se bez temné hmoty obejde. To, co vidíme jako působení temné hmoty, vysvětluje jiným chováním gravitace ve velkých vesmírných škálách.

MOND je jeho hypotézou, která sice jeden problém řeší, ale další vytváří. Nezmiňuju tu tuhle studii jako důkaz její validity (o tom ostatně já jako tupý popularizátor nerozhoduju), ale jako krásnou ilustraci vědeckého procesu v chodu. Webb ukázal fotky s (některými) objektů, které jsme nečekali ► různí lidé vymýšlejí různá řešení ► další lidé vymýšlejí protiargumenty na tahle řešení ► časem budeme potřebovat další fotky!

Nemyslím si, že řešení tohoto galaktického hlavolamu dorazí brzy, zároveň však není šokantní, že potřebujeme poupravit stávající teorie. Skutečnost, že dodnes fyzika neví, jak rozumně zkombinovat kvantovou fyziku s Einsteinem, je toho nejlepším důkazem. Z tak velké věci, jako je vesmír, budou ještě dlouho chodit objekty, které podrývají naše teorie – a i fyzici tak ještě dlouho budou muset chodit do práce, aby uvažovali nad tím, jak to celé zkusit vysvětlit!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]