Student World

Galaxie jsou v neustálém pohybu – vzdalují se od sebe navzájem díky rozpínání vesmíru. Čas od času se některé spolu srazí a změní tvar. Tisíce dalekých galaxií (pouhý zlomek celého vesmíru) byly zaznamenány v úžasné sérii fotografií zvané Hubble Deep Fields zachycující samotné hranice viditelného vesmíru.

Při průzkumu oblohy mezi roky 1781–1847 si William Herschel se svým synem Johnem povšimli, že některé „mlhoviny“, nacházející se v částech hvězdného nebe mimo Mléčnou dráhu, vykazují rozdílnou míru centrální hustoty, zploštění a skvrnitosti.

O století později astronomové zjistili, že tyto podivné „mlhoviny“ leží skutečně mimo naši Mléčnou dráhu. Nazvali je „extragalaktické mlhoviny“, což se později zkrátilo na dnešní „galaxie“. Dnes v nich rozeznáváme plnoprávné hvězdné systémy.

Roku 1845 William Parsons, 3. hrabě z Rosse, spatřil svým velkým teleskopem spirální struktury u celkem 14 galaxií. V roce 1936, kdy pokrok v astrofotografi i umožnil zaznamenat jejich složité tvary na film, vyvinul astronom Edwin Hubble dodnes používanou klasifikaci galaxií: rozeznáváme galaxie spirální, eliptické a nepravidelné. Eliptické galaxie jsou hladké a bez rozeznatelné struktury. Mohou být kulové, elipsoidální (s podobou mandarinky) a nejčastěji mají tvar trojosého elipsoidu (vědecký termín pro kouli zploštěnou v každém směru trochu jinak). Spirální galaxie, jako např. Mléčná dráha, jsou ploché disky se spirálními rameny. Čočkovité galaxie jsou podobné spirálním – mají diskovitý tvar, ale postrádají ramena. A konečně nepravidelné galaxie jsou buďto malé trpasličí galaxie bez jakékoli pravidelnosti, nebo velké, kdysi pravidelné galaxie, jejichž tvar byl poničen pravděpodobně blízkým setkáním s jinou galaxií.

Astronomové věří, že eliptické galaxie jsou výsledkem srážek spirálních galaxií a také že většina rozsáhlejších galaxií vznikla postupným spojováním menších. Právě teď je jedna malá galaxie pohlcována naší Mléčnou dráhou. Trpasličí galaxii Sagittarius objevili teprve v roce 1994 Rodrigo Ubata, Mike Erwin a Gerry Gilmore z Cambridge. Všimli si nadbytku slabých hvězd shluknutých těsně nad rovinou naší Galaxie ve vzdálenosti přibližně 70 000 světelných let od Země. Mléčná dráha zničila strukturu malé galaxie a roztrhala ji v proud hvězd obíhajících nyní po polární dráze kolem Galaxie. Postupem doby se do Galaxie začlení. Naše Galaxie se v minulosti již několikrát rozrostla v důsledku takovýchto srážek. Avšak kdyby byla splynula s eliptickou galaxií srovnatelné velikosti, téměř jistě by obě galaxie ztratily svůj spirální charakter a daly by vzniknout eliptické galaxii.

Astronomové James Binney a Scott Tremaine v roce 1987 zjistili, že za dobu 2–5 miliard let se naše Galaxie srazí se spirální galaxií M31 v Andromedě a obě galaxie spolu splynou. Spirální ramena obou galaxií budou zničena a některé hvězdy vyvrženy do volného prostoru. Naše Slunce bude tou dobou rudým obrem, prolétávajícím eliptickou galaxií, nebo se bude osaměle pohybovat mezigalaktickým prostorem.

Ještě důležitějším počinem Edwarda Hubblea než klasifikace galaxií bylo měření jejich vzdáleností a pohybu. K tomu mu pomohlo pozorování proměnných hvězd – cefeid – ve spirálních galaxiích. Vesto Slipher proměřil rychlosti celkem 46 galaxií a Edwin Hubble analýzou těchto pozorování v roce 1929 zjistil, že většina z nich se od nás vzdaluje tím rychleji, čím jsou dále. V měřeních sice byl patrný jistý rozptyl (například galaxie M31 v Andromedě se k nám přibližuje; proto se také s naší Galaxií „brzy“ srazí), nicméně statistika dokazovala, že odlehlé galaxie vzdálené od nás 3 miliony světelných let se zcela zřetelně vzdalují rychlostí 500 km/s. Ačkoliv tato rychlost je osmkrát vyšší než dnes uznávaná hodnota, myšlenka byla správná: vesmír se rozpíná. Vztah mezi rychlostí vzdalování galaxie a její vzdáleností je dnes znám jako Hubbleův zákon. Tento výsledek nám poskytl první náznak vzniku našeho vesmíru – Velkého třesku.

Nejvzdálenější dobře prostudované galaxie jsou rádiové galaxie a galaxie zachycené na unikátní záběru nazvaném Hubble Deep Fields. Hubbleův vesmírný dalekohled pořídil tento pohled v roce 1995 během desetidenního pozorování jednoho téměř prázdného místa na severní obloze. Nahlédli jsme tak do té doby nejdále do vesmíru. V roce 1998 pořídil Hubbleův dalekohled ještě další podobnou fotografii malé části jižní oblohy, aby ověřil, že vesmír je stejný nezávisle na tom, kterým směrem se díváme. V roce 2004 fotografoval po 11 dnů bez přestávky ještě vzdálenější objekty, a to několika různými kamerami zároveň. Dodnes se jedná o nejcitlivější astronomickou fotografii, jaká kdy byla pořízena. Na ploše o úhlovém rozměru pouhé jedné setiny měsíčního úplňku se nachází na přes 10 000 galaxií – velmi dobře nám to dává představu o ohromné rozlehlosti Vesmíru.

Některé galaxie jsou neuvěřitelně staré – vznikly před 13 miliardami let, tedy pouze půl miliardy let po Velkém třesku. Tyto prastaré galaxie se paradoxně jeví jako velmi mladé – takové je totiž pozorujeme. Díky své vzdálenosti k nám jejich obrazy letí nezměněné po nepředstavitelnou dobu 13 miliard let. Vidíme je, jak vypadaly půl miliardy let po svém zformování.

I tak se dá realizovat věčné mládí. Galaxie z Hubble Deep Fields jsou pochopitelně malé v porovnání s galaxiemi v naší blízkosti. Naopak galaxie pozorované ve věku 13 miliard let již prošly četnými srážkami a postupně při nich narostly. Galaxie z Hubble Ultra Deep Fields jsou také méně symetrické, protože jsme je zachytili v průběhu bouřlivého mládí a nikoliv až ve vyrovnané dospělosti dnešních galaxií.

Jen o trochu dál za nejslabšími galaxiemi zaznamenanými na Hubble Deep Fields již nevidíme vůbec nic. Nahlížíme do Temného věku vesmíru. Astronomové věří, že i tam galaxie existují, avšak jsou skryty v oblacích prachu, který zcela zastiňuje světlo jejich hvězd. Tím se ovšem tento prach sám zahřívá a vyzařuje v infračervené oblasti, a prozrazuje tak galaxie jako slabé infračervené zdroje. Několik z nich zaznamenalo zařízení SCUBA, což je speciální kamera instalovaná na teleskopu Jamese Clerka Maxwella. Tyto galaxie jsou tak slabé, že další objevy ohledně nich očekáváme až od nového vesmírného teleskopu Jamese Webba, nástupce Hubbleova vesmírného teleskopu, jehož start se plánuje na rok 2013.

Tento text je úryvkem z knihy: Paul Murdin: Tajemství vesmíru, Argo a Dokořán, 2009

O knize na stránkách vydavatele

autor