Webbův dalekohled pracuje již téměř dva roky. Za tu dobu nám stihl přinést množství zajímavých poznatků a celé řady dalších se ještě jistě dočkáme. Jedním z hlavních pilířů výzkumu JWST jsou galaxie. A to galaxie všech možných typů, tvarů, vzdáleností a stáří. Díky Webbu jsme tak už viděli krásné pohledy do sousedních galaxií jako jsou Magellanova mračna, jakož i naopak extrémně vzdálené galaxie na opačném konci vesmíru, jejíchž rudý posuv dosahuje neuvěřitelných hodnot nad 10, což znamená, že se vlnová délka jejich světla prodloužila od doby vyzáření více než desetkrát. Díky tomuto širokému rozmezí pohledů může JWST zkoumat evoluci galaxií. Tohoto zásadního tématu se dotýká i nový výzkum na nějž se dnes podíváme.

Typy galaxií

Jedna z proměnných hvězd cefeid vyfotografovaná Hubbleovým dalekohledem ve velké spirální galaxii M31 v souhvězdí Andromedy.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Možná to leckoho překvapí, ale to, že existují jiné galaxie mimo tu naši se podařilo definitivně prokázat až ve 20. letech minulého století. Zasloužil se o to Edwin Hubble s několika svými kolegy, kteří nalezli v blízkých galaxiích proměnné hvězdy cefeidy, u nichž lze zjistit na základě vztahu mezi jejich periodicitou a absolutní magnitudou jejich vzdálenost. To Hubble provedl a došel k závěru, že spirální mlhoviny, jak se jim tehdy říkalo, leží tak daleko, že musí jít o jiné galaxie.

Hubble také vytvořil první klasifikační schéma galaxií, které se s jistými obměnami používá dodnes. Rozdělil v něm galaxie na eliptické, spirální, čočkovité a nepravidelné. Poslední skupinou se dále zabývat nebudeme, ta leží dost stranou. Ostatní typy později astronomové uspořádali do typického tvaru písmene Y položeného naležato, či ještě spíše ladičky, jak se diagramu někdy přezdívá. Nalevo leží eliptické galaxie uspořádány od téměř kruhových až po silně protáhlé. V uzlu diagramu leží čočkovité galaxie a vpravo jsou pak galaxie spirální. Respektive v horním ramenu galaxie spirální, v dolním spirální galaxie s příčkou.

Hubbleova klasifikace galaxií. Vlevo eliptické galaxie, vpravo spirální, respektive spirální s příčkou.
Zdroj: https://images.fineartamerica.com/

Hubbleovu diagramu se také někdy říká vývojový graf a to z historických důvodů. Hubble si totiž myslel, že se ve vesmíru nejdříve vyskytovaly galaxie eliptické, které se postupně vyvíjely směrem k pokročilejším galaxiím spirálním. My však dnes víme, že to bylo přesně naopak. Dříve se vyskytovaly galaxie spirální, které se postupně srážely a přitom ztrácely svou typickou strukturu, takže se poté měnily na galaxie eliptické.

Nové poznatky

Donedávna nejstarší známá galaxie GN-z11 nacházející se v souhvězdí Velké Medvědice. Takto staré galaxie by měly mít převážně nepravidelný tvar.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Toto platí dodnes, ovšem s tou výhradou, že spirální galaxie se nevyskytovaly v raném vesmíru, když byla jejich struktura vzhledem k častějším srážkám ještě příliš křehká, tudíž existovaly spíše galaxie nepravidelné. To se alespoň tvrdilo na základě dat z Hubbleova kosmického dalekohledu, který galaxie také hojně pozoroval. Zdálo se, že se spirální galaxie začaly ve větší míře vyskytovat až zhruba v době 6 miliard let po Velkém třesku. Nicméně na základě nových dat z Webbova teleskopu se ukazuje, že to bude možná dost jinak.

Nově se totiž ukazuje, že galaxie vyskytující se v raném vesmíru jsou mnohem podobnější Mléčné dráze než se dříve myslelo. Spirální galaxie podle výzkumu britsko-kanadského týmu existovaly ve vesmíru už krátce po jeho vzniku a to nikoliv jen v malé míře. Právě naopak, tyto galaxie měly být už tehdy velmi běžnou až dominantní součástí kosmu. Mnoho z těchto spirálních galaxií vzniklo už před deseti miliardami let nebo dokonce ještě dříve. To posouvá jejich vznik o více než dvě miliardy let v čase do minulosti oproti výsledkům Hubbleova teleskopu. Současně se ukazuje, že tento typ galaxií by měl být v této éře až desetkrát častější než se dosud myslelo.

Popis konstrukce JWST.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

Ačkoliv je totiž Hubbleův kosmický dalekohled úžasný přístroj, možnosti Webbu jsou přece jen o něco lepší. A to nejen kvůli většímu zrcadlu, ale též díky jinému rozsahu pozorovaných vlnových délek a modernější technice. U některých galaxií se tak ukázalo, že Hubble viděl pouze centrální část objektu. Zato Webbův teleskop se svými vynikajícími schopnostmi umožňuje vidět kompletní strukturu daných dávných galaxií.

Co z toho plyne?

Porovnání pozorování jednotlivých galaxií z Hubbleova teleskopu (vlevo) a Webbova dalekohledu (vpravo). I když jsou snímky poměrně malé, na první pohled je vidět vyšší kvalita u JWST a také to, že je u nich vidět mnohem více struktury.
Zdroj: https://scx2.b-cdn.net/

Dříve jsme si mysleli, že se spirální galaxie mohly tvořit až v době, kdy byl vesmír ve středním věku, jelikož jsme očekávali, že v raném vesmíru byly podmínky příliš divoké na udržení spirální struktury. Zde jsme proto očekávali nepravidelné galaxie vzniklé po mnoha srážkách s jinými objekty, jimž musely v této době čelit. Pokud se ale nové výsledky potvrdí, budeme muset tuto představu zásadně přehodnotit.

Bude tak proto dost možná potřeba uvážit nové nápady o tom, jak funguje náš vesmír a vývoj struktur v něm. Ty se totiž zřejmě tvoří výrazně rychleji než jsme očekávali. To nám může povědět důležité informace o temné hmotě, zvláštní neatomární formě hmoty o níž víme, že existuje a že je jí mnohokrát více oproti hmotě běžné, nevíme však dosud čím je tvořena. Nové pozorování současně ukazuje na to, že spirální galaxie jsou v našem kosmu zdaleka nejběžnější, což je důležité nejen z hlediska galaktické astronomie, ale třeba i astrobiologie, neboť máme za to, že se právě v těchto galaxiích nejhojněji vyskytují podmínky nutné pro vznik života.

Závěr

Naše představy o tom, jak fungovaly první, jakož i pozdější galaxie tak možná budeme muset dosti upravit. Neměli bychom být ale překvapeni. Naše poznatky o světě kolem nás jsme museli měnit již mnohokrát. Bylo by velmi překvapivé, kdyby tak skvělý přístroj, jako je Webbův dalekohled nic nového a překvapivého nenašel. To, že za tak krátkou dobu objevil tolik zajímavých věcí naopak jasně dokazuje, o jak důležitý a skvělý vědecký instrument se jedná.

Použité a doporučené zdroje

• ESA Webb: https://esawebb.org/
• NASA Webb: https://webb.nasa.gov/
• Webb Telescope: https://webbtelescope.org/
• ESA Hubble: https://esahubble.org/

Zdroje obrázků

• https://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/images/hs-2005-12-a-large_web.jpg
• https://www.nasa.gov/images/content/551318main_hs-2011-15-a.jpg
• https://images.fineartamerica.com/images-medium-large-5/hubbles-galaxy-classification-royal-astronomical-societyscience-photo-library.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Distant_galaxy_GN-z11_in_GOODS-N_image_by_HST.jpg
• https://pbs.twimg.com/media/FH3Y5OSXwAAMxxK?format=jpg&name=medium
• https://scx2.b-cdn.net/gfx/news/hires/2023/astronomers-find-abund-2.jpg