Foto: Magnific

James Webb Space Telescope znovu ukázal, proč se kolem něj v astronomii tolik mluví. Tentokrát se zaměřil na vzdálenou galaktickou kupu XLSSC 122, která byla poprvé objevena už v roce 2014. Nová data ale ukázala detail, který dříve Hubbleův teleskop nedokázal zachytit. Kupa je nejen mimořádně vzdálená, ale také překvapivě kompaktní a hmotově soustředěná.

Astronomové ji pozorují tak, jak vypadala zhruba před 10,4 miliardy lety. To znamená, že světlo z ní vyrazilo v době, kdy byl vesmír starý přibližně 3,4 miliardy let. Právě to je na objevu nejzajímavější. Takto rané období vývoje vesmíru, často označované jako kosmické poledne, mělo být dobou, kdy se podobné mohutné struktury teprve skládaly dohromady. XLSSC 122 ale podle nových pozorování působí vyspěleji, než by astronomové čekali.

Tým vedený Kylem Finnerem z Caltech/IPAC si v datech z JWST všiml výrazných oblouků kolem centrální galaxie kupy. Ty jsou podpisem silného gravitačního čočkování. Jinými slovy, kupa svou obrovskou hmotností ohýbá a zesiluje světlo ještě vzdálenějších galaxií, které leží za ní. Finner k tomu uvedl, že už první snímky z Webba vyvolaly v týmu překvapení, protože ukázaly silné čočkování tam, kde ho dřívější pozorování neodhalila.

Gravitační čočkování vychází z obecné teorie relativity Alberta Einsteina. Hmotné objekty deformují prostor a čas, a tím zakřivují i dráhu světla. Pokud se mezi pozorovatele a vzdálenou galaxii dostane dostatečně hmotný objekt, může světlo vzdáleného zdroje zesílit, natáhnout nebo rozdělit do oblouků. Přesně to astronomové u XLSSC 122 pozorovali.

Podle týmu jde o nejvzdálenější známou galaktickou kupu, u které bylo zaznamenáno silné gravitační čočkování. To z ní dělá mimořádně cenný objekt pro další výzkum. Nejde jen o hezký vesmírný obraz. Takové čočky dovolují sledovat velmi vzdálené galaxie, které by jinak byly příliš slabé. Zároveň pomáhají mapovat temnou hmotu, která sama nesvítí, ale svou gravitací se na čočkování výrazně podílí.

A právě zde začíná problém pro kosmologické modely. Měření naznačují, že hmota v jádru XLSSC 122 je na tak ranou dobu mimořádně koncentrovaná. Výzkumníci ve své práci uvádějí vysokou koncentraci temné hmoty v centrální oblasti kupy a hmotnost uvnitř 100 kiloparseků odhadují na zhruba 6,5 krát 10 na třináctou hmotnosti Slunce. To podporuje představu, že některé mohutné struktury mohly v raném vesmíru vznikat rychleji, než říkají běžné modely.

Neznamená to, že by jeden snímek z Webba okamžitě boural celou kosmologii. Vědci jsou opatrní a potřebují více podobných objektů. Pokud se ale ukáže, že takto vyspělé a koncentrované kupy nebyly v mladém vesmíru výjimečné, bude nutné lépe vysvětlit, jak rychle se tehdy shlukovala hmota a jakou roli v tom hrála temná hmota.

Zdroj: Space.com