Najzáhadnejší objekt posledných rokov skrýva tajomstvo vesmíru. Vedci NASA objavili temný Cloud-9

Vesmír je obrovské javisko, na ktorom väčšinu deja nevidíme. To, čo bežne zachytia teleskopy, sú hviezdy, žiariace galaxie a jasné hmloviny. Podľa fyzikálnych modelov však tvorí podstatnú časť hmoty niečo úplne „tiché“: temná hmota, ktorá nevyžaruje svetlo a dá sa odhaliť najmä nepriamo cez svoje gravitačné účinky.

Práve preto sú pre astronómov najcennejšie chvíle, keď narazia na objekt, ktorý sa nevymyká tým, že žiari, ale tým, že je podozrivo prázdny. A keď sa takýto bezhviezdny útvar dá potvrdiť aj pozorovaním, môže fungovať ako priame okno do raných fáz vývoja vesmíru – do času, keď sa prvé galaxie ešte len pokúšali vzniknúť.

Záhadný bezhviezdny mrak

Vedci z NASA a Európskej vesmírnej agentúry tentoraz oznámili objav jedného z najzáhadnejších objektov posledných rokov – kozmického útvaru s názvom Cloud-9. Ide o plynný, bezhviezdny mrak temnej hmoty, ktorý by mohol predstavovať takzvanú „zlyhanú galaxiu“ – objekt, ktorému sa nikdy nepodarilo vytvoriť hviezdy.

Tento výnimočný nález poskytuje vedcom unikátny pohľad do ranej histórie vesmíru a procesov, ktoré prebiehali po Veľkom tresku, informuje portál ESA.

Relikvia z počiatkov galaxií

Objekt bol objavený pomocou Hubblovho vesmírneho teleskopu a označený ako „Reionization-Limited H I Cloud (RELHIC)” – teda reliktný oblak neutrálneho vodíka, v ktorom prevláda temná hmota. Ide o prvú potvrdenú detekciu tohto typu objektu vo vesmíre.

Hlavný riešiteľ projektu Alejandro Benitez-Llambay z Univerzity v Miláne povedal: „Toto je príbeh neúspešnej galaxie. Veda nás často učí viac z neúspechov ako z úspechov. V tomto prípade práve neprítomnosť hviezd dokazuje, že teória bola správna.“

Cloud-9 sa nachádza v blízkosti špirálovej galaxie Messier 94 (M94) a podľa meraní sa pohybuje rovnakou rýchlosťou ako ona. To znamená, že sa nachádza v rovnakej vzdialenosti približne 4,4 milióna parsekov od Zeme.

Je kompaktný, s priemerom približne 4 900 svetelných rokov, a jeho jadro tvorí neutrálny vodík. Napriek malej veľkosti obsahuje vodíkový plyn s hmotnosťou približne milióna Sĺnk, no jeho celková hmotnosť, vrátane temnej hmoty, dosahuje až päť miliárd slnečných más.

Mrak, v ktorom prevláda temná hmota

Astronómovia sa zhodujú, že Cloud-9 predstavuje unikátne laboratórium na skúmanie temnej hmoty. Tá tvorí podľa súčasných teórií väčšinu hmoty vo vesmíre, no nie je možné ju priamo pozorovať, pretože nevyžaruje svetlo.

Spoluautor štúdie uverejnenej v The Astrophysical Journal Letters, Andrew Fox zo Space Telescope Science Institute vysvetlil: „Z teórie vieme, že väčšina hmoty vo vesmíre je pravdepodobne temná hmota, ale je ťažké ju detegovať, pretože nevyžaruje žiadne svetlo. Cloud-9 nám poskytuje vzácny pohľad na mrak, v ktorom prevláda temná hmota.“

Vedci predpokladajú, že takéto mraky vznikli krátko po Veľkom tresku, keď sa vo vesmíre formovali prvé štruktúry. Niektoré z nich sa nikdy nedokázali zhustiť natoľko, aby v nich vznikli hviezdy. Cloud-9 by teda mohol byť pozostatkom ranej fázy formovania galaxií – akýmsi stavebným kameňom, ktorý sa nikdy „nestal“ galaxiou.

Vedúci autor štúdie Gagandeep Anand dodáva, že až Hubblov teleskop dokázal potvrdiť, že tento objekt je skutočne bez hviezd: „Predtým sme mohli predpokladať, že ide o slabú trpasličiu galaxiu, ktorú pozemné teleskopy nedokázali zachytiť. Ale vďaka Hubblovej kamere pre pokročilé snímky sme potvrdili, že tam naozaj nič nie je.“

Zlyhaná galaxia v rovnováhe

Z vedeckého hľadiska sa Cloud-9 nachádza v krehkej rovnováhe medzi rozpadom a zrodom. Má dostatok hmoty na to, aby sa nerozptýlil v priestore, ale nie dosť, aby sa v ňom začala tvoriť hviezda.

Ak by bol o niečo masívnejší, gravitácia by spôsobila jeho kolaps a vznik prvej hviezdnej populácie. Naopak, ak by bol ľahší, jeho plyn by sa rozptýlil a z objektu by nezostalo nič.

Vedci ho preto označujú za „galaxiu v zárodku“, ktorá by sa za určitých podmienok mohla stať plnohodnotnou galaxiou. „Je to sladký bod medzi neúspechom a potenciálom,“ poznamenáva tím. Zatiaľ však Cloud-9 zostáva relikviou – mementom toho, ako mohli vyzerať prvé neúspešné pokusy vesmíru vytvoriť hviezdy a planéty.

Objav bol spočiatku náhodný. Prvé náznaky jeho existencie sa objavili pred tromi rokmi vďaka rádioteleskopu FAST v Číne, ktorý zaznamenal zvláštne signály v blízkosti galaxie M94. Keďže prístroj nebol dostatočne citlivý, výskumníci využili neskôr americké observatóriá Green Bank a Very Large Array, ktoré objav potvrdili.

Nové dvere k pochopeniu temného vesmíru

Cloud-9 je prvým objektom svojho druhu, ktorý vedci potvrdili ako skutočne bezhviezdny temnohmotný oblak. Jeho existencia podporuje jeden z hlavných pilierov moderného kozmologického modelu ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), ktorý predpokladá, že vesmír obsahuje množstvo malých, plynom naplnených, ale bezhviezdnych „minigalaxií“.

Rachael Beatonová z výskumného tímu túto myšlienku ilustrovala obrazne: „Medzi našimi galaktickými susedmi môže existovať niekoľko opustených domov – takých, ktoré sa nikdy nezapálili svetlom hviezd.“

Objav Cloud-9 teda nie je len vedeckou zaujímavosťou, ale aj významným potvrdením existencie temnohmotných štruktúr, ktoré sú neviditeľné bežnými astronomickými metódami. Podľa vedcov môžu v budúcnosti nové pozorovania odhaliť ďalšie podobné „zlyhané galaxie“, ktoré pomôžu doplniť obraz o tom, ako sa vesmír vyvíjal a ako vznikali prvé galaktické systémy.

„Cloud-9 je oknom do temného vesmíru,“ uzatvára Andrew Fox. Tento objav pripomína, že aj tam, kde svetlo chýba, sa skrývajú odpovede na najväčšie otázky o pôvode a štruktúre vesmíru.