TLDR: Průměrný pohled na mladý vesmír ukazuje, že dřívější anomálně vyspělé galaxie jsou výjimkami z pravidla. Kosmologický model vývoje není delším pozorováním ohrožen. Studie tuna. 

Mladý vesmír byl moc vyspělý! Ne, mladý vesmír nebyl moc vyspělý! Webbův teleskop nám od svého startu přináší různé náhledy na stav kosmologicky relativně nedlouho po Velkém třesku…

Ano, některé zobrazené galaxie byly překvapivě vyspělé, pravidelné, nechaotické – ale důležitější než výjimky z pravidla je průměrný náhled. A ten nyní naznačuje, že majorita galaxií byla v mladém vesmíru ještě relativně nevyspělá!

„Ale však se dřív psalo něco jiného!”

Jo – ale už tehdy jsme říkali, že musíme počkat na průměrnější pohled! Až postupné šmírování Webba nyní přineslo odpověď na to, jak se z vesmírných bordelů staly elegantní spirální galaxie jako ta naše – průzkum ukazuje, že galaxie jako Mléčná dráha se začínaly tvořit před 10 miliardami let jako tlusté, divoké disky plné turbulentního plynu.

Místní chaos znamená, že v lokálním kontextu nešlo ještě o gravitací regulované prostředí – jelikož se ještě nezrodil dominantní gravitační bod, šlo o divoký chuchvalec plný nestabilních proudění plynu a rychlé tvorby hvězd. To však postupně nahrávalo proměnám, které měly přijít později…

„Co se dělo dál?”

Některé z rychle vzniknuvších hvězd totiž prožily krátký život a vybuchly v černodíru – tak pak mohla do sebe nasávat plyn jako o život! A vytvořit tak gravitační střed chuchvalce!

Postupně se proudy uklidnily, vyčistily, ustálilo se centrum a kolem něj vznikl tenký, civilizovanější disk – to si představte třeba jako když v nově zabydlovaném bytě vznikne místo na gauč mezi krabicemi. Tlustý disk = staré, chudé hvězdy. Tenký disk = mladé, bohaté hvězdy (kovově).

Tady „kovové“ znamená, že hvězdy obsahují těžší prvky než vodík a helium – jako uhlík, kyslík, železo nebo dokonce zlato. Tyto prvky vznikají až ve hvězdách a supernovách, takže přítomnost kovů svědčí o tom, že galaxie prošla několika generacemi hvězd a už není úplně „čerstvá“.

„Ještě něco tam hrálo roli?”

Již od počátku přitom roli hrála i temná hmota – v obecném kontextu totiž právě chuchvalce temné hmoty přitahovaly běžný plyn, který mohl tak ve vyšší míře vytvářet hvězdy a černé díry! Skutečnost, že černodíry se pak mohou spojovat do větších černoděr, pak celý proces urychlovala!

Tady se už ale nespokojíme jen s tím, co vidíme, protože tak daleko/dávno Webb nedohlédne. Simulace raného vesmíru, jako je například projekt Illustris nebo TNG, ukazují, že bez temné hmoty by se galaxie vůbec nespojily do strukturovaných tvarů. Právě „haló“ z temné hmoty vytvořilo gravitační páteř, kolem které se mohl usadit plyn. Tyto simulace teď díky datům z JWST můžeme porovnávat s realitou.

To neznamená, že menší galaxie jsou nezajímavé. Naopak – mnohé z nich dodnes přetrvaly jako trpasličí galaxie, které obíhají kolem větších sousedek. I naše Mléčná dráha má takové satelity, například Malý a Velký Magellanův oblak. Studium těchto menších útvarů pomáhá pochopit, jak probíhalo slučování galaxií a přenos hvězdného materiálu!

Platí přitom, že čím větší galaxie, tím dřív se jí podařilo „zorganizovat“ a vytvořit tenký disk! Tohle pomáhá vysvětlit některé pravidelnější galaxie v mladém vesmíru – zdá se, že odvěká otázka na to, zdali na velikosti záleží, má tedy poměrně jasnou odpověď…

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]