Vítejte v galaktické zoo (1): Poznejte nejpodivnější hvězdné ostrovy

Kosmická medúza

V pozemských oceánech se vznáší množství medúz. Někdy se ani nezdají skutečné, vypadají jako prchavé přízraky. A právě taková je i galaxie ESO 137-001 v souhvězdí Jižního trojúhelníku. Na první pohled připomíná mořského žahavce, jenž se ladně proplétá mezi hvězdami v temném oceánu vesmíru.

Jde o spirální galaxii s příčkou, jichž se v kosmu vyskytuje celá řada, včetně Mléčné dráhy. Z této však tryskají proudy hvězd, podobné éterickým chapadlům. Odborníci z NASA říkají, že se zmíněné stálice rodí z prachu a plynu v „chapadlech“ medúzy. Jedná se do jisté míry o záhadu, protože tamní plyn by měl být příliš horký, než aby z něj mohly vznikat hvězdy. 

ESO 137-001 se pohybuje rychlostí asi sedmi milionů kilometrů za hodinu, v kupě galaxií Abell 3627, jejíž součást tvoří. Mezigalaktický plyn v kupě dosahuje teploty kolem 100 milionů stupňů a jeho působením vznikla chapadla medúzy táhnoucí se do vzdálenosti přes 400 tisíc světelných let.

Bez temné hmoty?

Hubbleův teleskop objevil v roce 2018 něco skutečně unikátního: galaxii prakticky bez temné hmoty. Tato dosud velmi záhadná substance by měla působit na okolí pouze gravitací, nikoliv zářením. Podle převládajících teorií o vzniku a vývoji vesmíru tvoří většinu jeho hmoty a rovněž by měla hrát zásadní roli ve formování a vývoji galaxií. Existence hvězdného ostrova bez temné hmoty by proto byla velmi zvláštní. 

Záhada ovšem netrvala dlouho. Loni vyšlo najevo, že se vědci zmýlili v odhadu vzdálenosti. Galaxii NGC 1052-DF2 od nás nedělí původně předpokládaných 65 milionů světelných let, nýbrž „jen“ 42 milionů. Pouhá změna vzdálenosti měla přitom na celou záležitost stěžejní vliv: Badatelé přepočítali vlastnosti hvězdného ostrova a ukázalo se, že nejde o žádné monstrum bez temné hmoty, nýbrž o vcelku normální galaxii – a vesmír zas dával smysl.

Galaktická zombie

Masivní spirálová galaxie MACS 2129-1 (na ilustraci vpravo) je třikrát hmotnější a otáčí se téměř dvakrát rychleji než Mléčná dráha. Na rozdíl od našeho hvězdného ostrova je však mnohem méně aktivní, co se týká tvorby hvězd. Pozorování Hubbleova dalekohledu s využitím gravitačního čočkování odhalila, že v ní už nové stálice nevznikají zhruba deset miliard let. Dosud se přitom předpokládalo, že taková situace panuje především v eliptických hvězdných ostrovech.

MACS 2129-1 tedy představuje typický příklad tzv. mrtvé galaxie. V těchto „zombiích“ sice září hvězdy, a jistě tak kolem nich obíhají planety, ale už se tam prakticky neutvářejí další hvězdné ani planetární systémy. Zrození MACS 2129-1 přitom zůstává záhadou: Vědci věří, že se hvězdné ostrovy tohoto druhu formují postupným splýváním s menšími galaxiemi. U MACS 2129-1 ovšem není patrné, že by se v ní po podobných splynutích objevovaly nové stálice.

Zatím se nepodařilo zcela vyjasnit, proč je galaxie mrtvá. Může jít o důsledek bouřlivé aktivity jejího jádra, kdy ze supermasivní černé díry tryská „galaktický vítr“ a „vyčistí“ hvězdný ostrov od materiálu pro tvorbu hvězd. Nebo do MACS 2129-1 mohl proudit chladný plyn a následně se ohřál, takže se v něm stálice rodit nemohou.

Náš soused kanibal

Jako by nestačily galaktické zombie, zdá se, že má řada galaxií kanibalské choutky – včetně Mléčné dráhy nebo třeba naší sousedky M31 v Andromedě. Pojídání menších hvězdných ostrovů zřejmě představuje zásadní mechanismus vzniku velkých spirálových a nejspíš i eliptických galaxií.

Odborníci nedávno zjistili, že M31 požírá menší ostrovy již nejméně deset miliard let. Asi za další 4,5 miliardy roků se navíc srazí s Mléčnou dráhou. Zatím ovšem není jasné, kdo „sežere“ koho, i když zřejmě nepůjde o nijak dramatickou událost a případní obyvatelé planet na obou stranách si téměř ničeho nevšimnou. Země už ovšem v té době bude nejspíš neobyvatelná, protože Slunce spotřebuje své palivo a dospěje na konec životní dráhy, takže zničí blízké oběžnice – pokud tedy do osudu hvězdy nezasáhnou naši potomci či nějaká jiná civilizace.

Galaxie v Andromedě před dvěma miliardami let zřejmě spořádala hvězdný ostrov označovaný jako M32p, který měl být třetím největším členem Místní skupiny. Výsledkem se stala současná M31 s rozměrným galaktickým halem

Pulec v oceánu vesmíru

Asi 420 milionů světelných let od Země se v souhvězdí Draka nachází podivuhodná galaxie Arp 188, tvarem připomínající pulce – na což ostatně poukazuje i její identická přezdívka. Ocas „kosmické larvy“ měří zhruba 280 tisíc světelných roků a zdobí ho množství mladých a jasně modře zářících stálic.

Podle vědců je zvláštní podoba galaxie důsledkem přiblížení dalšího hvězdného ostrova, který dnes pozorujeme asi 300 tisíc světelných let od Pulce. Vlivem gravitační přitažlivosti působily na Arp 188 slapové síly a z této původně spirálové galaxie vytrhly plyn, prach i hvězdy, jež zformovaly současný ocas. Vše nasvědčuje, že o něj Pulec časem přijde, podobně jako je tomu u potomků skutečných žab. „Ozdoba“ hvězdného ostrova se zřejmě postupně uvolní a rozpadne se na větší počet malých satelitních galaxií.

Nejsvítivější ostrov

Některé galaxie září z hloubi vesmíru jako oslňující majáky. Extrémní případ představuje W2246-0526 ze souhvězdí Vodnáře, kterou od nás dělí úctyhodných 12,5 miliardy světelných let. V roce 2015 byla prohlášena za nejjasnější hvězdný ostrov v kosmu.

Jde o ukázkový příklad tzv. extrémně zářivé infračervené galaxie neboli ELIRG, z anglického „extremely luminous infrared galaxy“. Astronomové odhadují, že svítí jako 350 bilionů sluncí. Tuto záplavu v ní vyrábí její kvazar čili bouřlivě aktivní galaktické jádro, jehož hmotnost se pohybuje kolem deseti miliard sluncí. Jeho záření ve viditelné a ultrafialové oblasti spektra pohltí prach v akrečním disku a v okolí kvazaru, který pak přijatou energii znovu vysvítí v podobě infračerveného záření. W2246-0526 je sice menší než Mléčná dráha, ale vydává desettisíckrát víc energie.