Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Pestrobarevný život galaxií

Publikováno: Vesmír 96, 588, 2017/10

Díváme se na momentku z gravitačního souboje, který trvá už 400 milionů let. Srážku těchto dvou galaxií dokumentoval Hubbleův teleskop už podruhé – tentokrát s lepším rozlišením a v širším kontextu.

Obraz složený z mnoha snímků pořízených kosmickým teleskopem, zveřejněný v červenci letošního roku, astronomové doprovodili titulkem Galaktický David a Goliáš. Zachycuje galaxie označované NGC 1512 a NGC 1510, jež leží na jižní obloze v souhvězdí Hodin (Horologium), ve vzdálenosti necelých 40 milionů světelných roků. A právě sledujeme jejich vzájemnou srážku.

Gravitační balet

Stejně jako všechno ve vesmíru jsou i galaxie v pohybu. Vidíme v nich hvězdy a oblaka svítícího plynu, jež gravitace nutí obíhat okolo hmotného středu, v němž trůní černá veledíra. Spirální ramena, která zdobí řadu galaxií, jsou hustotní vlny vytvořené opět gravitací. Většinu látky v galaxii, více než 80 procent její hmotnosti, však tvoří takzvaná temná nebo také skrytá hmota v prostoru zaujímající tvar blížící se kouli. Právě ta zásadním způsobem ovlivňuje vzájemný pohyb galaxií a vnější podobu srážky.

Kolize galaxií ovšem nevypadá jako dopravní nehoda. Typicky trvá desítky až stovky milionů roků. Tak dlouhý proces samozřejmě nemůžeme zaznamenat a sledovat celý. Pozorujeme však mnoho takových galaktických šarvátek v různých stadiích vývoje. Počítačové simulace z nich vycházející ukazují, že srážka dvou galaxií se dá přirovnat k elegantnímu kosmickému tanci.

Začne to tím, že gravitace blížících se galaxií začne z obou vytahovat „chapadla“ plynu a hvězd, jako by se navzájem chtěly obejmout. Jádra galaxií řítící se vzájemnou rychlostí stovek kilometrů za sekundu (miliony kilometrů za hodinu) se napoprvé zpravidla minou, stejně jako jednotlivé hvězdy – pravděpodobnost jejich přímé srážky je velmi nízká. Pokračování v dalším pohybu původním směrem zabrání srážka plynných oblaků a skrytá látka. Jádra galaxií se začnou vracet k sobě a předvedou divoký kosmický kvapík, v jehož závěru po desítkách milionů roků splynou. Spirálová struktura se zcela rozcuchá, některé hvězdy jsou dokonce vymrštěny do mezigalaktického prostoru. Většina látky se však vlivem gravitace vrátí zpět, během několika málo miliard roků se obnoví spirálová struktura a výsledkem je nová, větší galaxie.

Jako kola na vodě

Popsaný scénář platí pro galaxie řádově stejných hmotností. Srážka obra NGC 1512 s trpaslíkem NGC 1510 připomíná spíš pád kamene do rybníka. Hustotní vlna, jež se velkou spirální galaxií šíří podobně jako kruhy na hladině vody, pak způsobuje překotnou tvorbu nových hvězd. V galaxii NGC 1512 pozorujeme zářící prstenec horkých mladých hvězd, který těsně obklopuje jádro. Má průměr 2400 světelných roků. Vzniká však složitějším způsobem než prostá kola na vodě. Gravitace působí na dálku – jádra od sebe dělí 68 tisíc světelných roků. Materiál z vnějších částí galaxie je „pumpován“ směrem k jejímu středu, kde dochází k zmíněné tvorbě velkých horkých hvězd.

Gravitační působení je vzájemné. Na fotografii zřetelně vidíme, že v nepravidelné trpasličí galaxii NGC 1510 způsobily slapové síly ještě intenzivnější tvorbu horkých hvězd, což se projevuje jejím výrazně modrým odstínem.

Falešné barvy neklamou

Kamery Hubbleova teleskopu se na cirkumnukleární prstenec galaxie NGC 1512 zaměřily už na začátku třetího milénia. Díky tomu můžeme sledovat nejen příběh srážky galaxií. Porovnání snímků zveřejněných v roce 2001 a v roce 2017 také vypráví o technickém pokroku zařízení, jež zaznamenávají obraz vytvořený stále týmiž zrcadly vesmírného dalekohledu. Snímky pořízené předchozí generací kamer nás navíc poučí o způsobu, jakým vznikají nádherné obrázky zdobící stránky populárních časopisů. Zatímco barvy na velké fotografii z roku 2017 přibližně odpovídají tomu, co by viděly naše oči, kdyby byly dost citlivé na světlo, snímky zveřejněné o šestnáct roků dříve jsou v tzv. falešných barvách. Přesněji bychom měli říkat v nepravých, protože rozhodně nejde o žádný podvod, a to ani ve stadiu pokusu. Fotografie totiž zachycuje také světlo, jež naše oči vůbec nevnímají.

Pestrobarevný obraz vznikl složením sedmi snímků, které jej obklopují. Dva z nich byly pořízeny kamerou FOC (Faint Object Camera) v ultrafialovém oboru. Zachycují záření horkých hvězd a plynu v jejich okolí o teplotě desítek tisíc kelvinů. Toto neviditelné záření pro naše oči nemá „barvu“. Uměle mu tedy byla přiřazena modrá. Poslední tři snímky zase pocházejí z infračerveného spektrografu NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer). Protože ani infračervené záření, jež vydávají především chladnější objekty o teplotě stovek kelvinů, pro nás žádnou barvu nemá, byla tentokrát uměle přiřazena oranžová a červená. Kvůli tomu ale musely být posunuty i barvy viditelného světla, které je zaznamenáno na dvou záběrech pořízených kamerou WFPC2 (Wide-Field Planetary Camera). Například na snímku reprezentovaném žlutou barvou je záření hvězd a oblaků plynu o teplotě nižší než má naše Slunce, jež bychom ve skutečnosti viděli jako červené.

Astronomové k svému bádání potřebují rozloženou informaci získanou jako monochromatické snímky reprezentované různými stupni šedi a pořízené přes jednotlivé filtry propouštějící určité vědecky zajímavé vlnové délky elektromagnetického záření. Z nich vytvořený barevný obraz je určen k veřejné prezentaci. Přiznejme, že „falešné“ barvy jsou vybrány tak, aby umělecký dojem vyvolaný jejich složením byl co nejpůsobivější, ale na druhou stranu, kdyby zůstaly všechny snímky monochromatické, informace nesená různými vlnovými délkami světla by splynula a ztratila se.

Osudové srážky Galaxie NGC 1512 má v sobě ještě jeden, větší jasný prstenec. Pravděpodobně vznikl stejným způsobem jako ten v blízkosti jádra, ale v mnohem vzdálenější minulosti. Je považován za stopu po kolizi s jinou malou galaxií, která už dávno zanikla. Totéž čeká i Davida NGC 1510. Jak je vidět na širokoúhlé fotografii, kde jsou sloučena data získaná ve viditelném světle, ultrafialovém a infračerveném záření a také v rádiovém oboru, deformovaná spirální ramena NGC 1512 sahají daleko za vnější jasný prstenec. NGC 1510 se vlastně nachází uvnitř Goliáše NGC 1512 a postupně se v něm „rozpustí“.

Podobné osudy prožívají všechny galaxie. I ta naše získala současnou velikost po srážkách s mnoha jinými, většinou menšími galaxiemi, které pohltila. Přibližně za čtyři miliardy roků ji čeká gigantická srážka se sousední Velkou galaxií v Andromedě. Generace hvězd, jež vystřídají ty současné, se určitě mají na co těšit.

Literatura

Koribalski B. S., López-Sánchez Á. R.: Gas dynamics and star formation in the galaxy pair NGC 1512/1510, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 400, 1749–1767, 2009/4, DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.15610.x

https://www.spacetelescope.org/news/heic0106

https://www.spacetelescope.org/news/heic1712

Soubory

článek ve formátu pdf: V201710_588-589.pdf (401 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky