Vesmírný dalekohled Jamese Webba odhalil ve vzdálené kupě galaxií XLSSC 122 překvapivě hustou koncentraci hmoty. Kupa se nachází přibližně 10,4 miliardy světelných let od Země, takže ji astronomové pozorují v době, kdy vesmír ještě procházel obdobím intenzivního růstu galaktických struktur. Výsledky tří studií vedených výzkumníky z IPAC při Caltech naznačují, že některé mohutné kupy mohly vznikat rychleji a uspořádaněji, než předpokládají současné kosmologické modely.
Informace pocházejí z prací zveřejněných v časopise The Astrophysical Journal Letters a z materiálů Caltech IPAC. XLSSC 122 byla poprvé objevena v roce 2014 při rentgenovém průzkumu družicí XMM-Newton. Pozdější pozorování Hubbleovým teleskopem ukázala, že jde o na svůj věk neobvykle vyspělou strukturu. Teprve Webb však zachytil zakřivené světelné oblouky kolem jejího středu, které představují jasný důkaz takzvaného silného gravitačního čočkování.
Gravitační čočkování vzniká tehdy, když hmota zakřiví prostor a ohne dráhu světla ze vzdálenějších objektů. U silného čočkování se mohou obrazy galaxií za kupou protáhnout do oblouků nebo se objevit vícekrát. Astronomům tento jev umožňuje odhadnout, jak je v kupě rozložena hmota, včetně temné hmoty – látky, která sama nevyzařuje světlo, ale její gravitační působení ovlivňuje pohyb galaxií i světelných paprsků.
První ze studií ukázala, že XLSSC 122 je dosud nejvzdálenější známou kupou galaxií, která vytváří silnou gravitační čočku. Měření zároveň odhalilo, že značná část její hmoty je soustředěna v centrální oblasti. Taková koncentrace je v době zhruba deset miliard let po vzniku vesmíru překvapivá, protože podle standardních modelů by se mohutné struktury měly sestavovat postupněji.
Další práce využila slabé gravitační čočkování. To způsobuje jen drobné změny tvarů vzdálených galaxií, které lze odhalit až statistickým zpracováním velkého množství objektů. Na rozdíl od silného čočkování, jež dobře mapuje střed kupy, slabé čočkování pomáhá sledovat rozložení hmoty v jejích vnějších částech. V kombinaci s rentgenovými a rádiovými pozorováními výsledky ukázaly, že XLSSC 122 stále prochází slučováním a její galaxie se teprve spojují do většího celku.
Třetí studie se zaměřila na takzvané intrakupové světlo. Jde o slabé rozptýlené záření hvězd, které už nejsou pevně vázány k jednotlivým galaxiím a pohybují se v prostoru mezi nimi. Webb toto světlo zachytil v dosud nejranější známé kupě galaxií. Jeho rozsáhlé rozložení podporuje představu probíhajícího slučování. Ve středu kupy se navíc tvar intrakupového světla podobá rozložení temné hmoty odvozenému z gravitačního čočkování. Zatím není jasné, zda jde o obecný vztah, nebo o vlastnost této konkrétní kupy. Astronomové proto chtějí podobně prozkoumat desítky dalších raných kup; teprve větší vzorek ukáže, zda XLSSC 122 představuje vzácnou výjimku, nebo širší problém pro popis vývoje vesmíru.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.