Jedinečnou možnost pozorovat vývoj prvních galaxií, které vznikaly ve vesmíru, mají vědci díky dvojici takzvaných red nuggets neboli červených valounů. Jde o pozůstatky prvních masivních galaxií, které se utvořily během jediné miliardy let po velkém třesku.
Mezinárodním tým odborníků, ve kterém je zastoupená i Masarykova univerzita teď zjistil, že jejich podobu silně ovlivňují černé díry v jejich středu.
Červené valouny objevili vědci už před deseti lety za pomoci Hubbleova kosmického dalekohledu ve velké vzdálenosti od Země, takže podoba, ve které je nyní vidíme, odpovídá jejich stavu ve chvíli, kdy byl vesmír starý jen asi tři až čtyři miliardy let proti současným asi třinácti miliardám. Jde tedy o jakési pragalaxie.
„Jsou to velmi masivní galaxie, které obsahují více hvězd než naše Mléčná dráha, ale jsou přitom mnohem menší. Navíc se v nich už neformují nové hvězdy,“ přiblížil tyto specifické útvary Norbert Werner z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty MU, který jejich výzkum vedl a který působí také na Eötvös Loránd University v Budapešti.
Zjistit, jak se jedny z prvních galaxií ve vesmíru vyvíjely, umožnil vědcům fakt, že dvě z nich objevili nedávno také ve větší blízkosti, a to ve vzdálenosti 295 milionů a 344 milionů světelných let od Země.
„Bylo pro nás úžasné tyto útvary sledovat, protože jsme se domnívali, že všechny červené valouny se během miliard let posrážely s jinými a vytvořily tak obří eliptické galaxie. Pozorované červené valouny se ale vyskytují v méně hustých částech vesmíru, a tak se srážkám vyhnuly,“ podotkl Werner.
Při nahlížení do raných časů vesmíru astronom spolu s kolegy z Maďarska a Spojených států zjistil, že galaxie typu červený valoun vznikly velmi rychle, všechny hvězdy se v nich zformovaly během několika stovek milionů let. Pak se už žádné další hvězdy nevytvářely.
„Když galaxie vznikaly, padal na ně z okolního vesmíru chladný mezihvězdný plyn, z něhož se formovaly hvězdy a který také materiálem krmil rostoucí černou díru v jejich středu. Jak galaxie i její černá díra rychle rostly, brzo překonaly kritickou mez, což je asi tisíc miliard hmotností Slunce. Kvůli tomu se pak okolní plyn šokově zahříval až na deset milionů stupňů Celsia a z takto horkého materiálu se už hvězdy tvořit nemohou.“
Tvorbu hvězd potlačují především silné výtrysky energie z černé díry. „Stává se to proto, že materiál, který na ně klesá, může být přesměrován vysokými rychlostmi ven a dochází přitom k uvolňování velké energie. Tyto výbuchy z okolí černé díry tedy poskytují silný zdroj tepla, což brání tomu, aby se horký mezihvězdný plyn ochlazoval, a napomáhal tak tvorbě nových hvězd,“ popsal Werner.
Oba objekty pozorovali odborníci za pomoci rentgenové observatoře Chandra, kterou na oběžné dráze Země provozuje NASA. Rentgenové záření lze totiž pozorovat jen mimo atmosféru Země a právě díky němu mohou vědci odhadovat i aktivitu černých děr ve středech galaxií.
„Zajímavé bylo, že jedna ze sledovaných galaxií je v rentgenovém spektru desetkrát jasnější než ta druhá. Domníváme se, že jedna z černých děr je aktivnější a uvolňuje ve výtryscích větší množství energie, a tak zřejmě odfoukla ze svého okolí velkou část horkého plynu,“ spekuluje astrofyzik.
O tomto objevu informovala také agentura NASA a rentgenové observatoře Chandra – podívejte se na video:
