Odpověď jsme našli mezi zelenými hrášky
Dvacet let vědci hleděli do vesmíru a nedokázali zjistit, co přesně se stalo po velkém třesku. Přišla na to astronomka Ivana Orlitová.
nat a díky tomu i ochlazovat. Během dalších několika stovek milionů let se začínají objevovat první hvězdy, vesmír se znovu ohřívá a po miliardě let je vodík – v kosmu nejhojnější prvek – znovu ionizovaný, tedy existuje ve formě samostatných protonů a elektronů, nikoli atomů. Mluvíme o reionizaci, protože hmota existovala ve formě iontů už i krátce po velkém třesku. Otázkou však bylo, jaké zdroje tuto novou ionizaci provedly, protože k roztržení všech atomů je potřeba spousta energie.
Můžete vysvětlit, co si představit pod termínem ionizovaný vesmír?
Tím myslím ionizovaný řídký plyn, který je rozptýlený v prostoru mezi galaxiemi. Toho je velké množství, mezigalaktický plyn tvořil více než polovinu hmoty v tehdejším vesmíru. Proto je důležité najít dostatečně silný zdroj záření, který by dodal energii na přeměnu celé této hmoty z neutrální na iontovou. Astronomové se už dlouho domnívali, že za tuto důležitou proměnu byly zodpovědné galaxie, ale netušilo se jaké. Nám se je nyní podařilo najít a tuto hypotézu potvrdit.
Jaké galaxie vám dodaly důkazy?
Jde o určitý typ trpasličích galaxií, které jsme pozorovali v nepříliš vzdáleném vesmíru. Říká se jim zelené hrášky a jsou velmi podobné těm, které existovaly již v raném vesmíru. Vytipovali jsme jich pět, u nichž jsme považovali za nejpravděpodobnější, že z nich uniká ionizační ultrafialové záření, to znamená takové záření, které má dost velkou energii, aby z atomů odtrhlo elektrony a vyrobilo tak ionty.
Je to tedy v nadsázce stejné, jako když biolog studuje současnou přesličku rolní, aby pochopil, jaká byla na Zemi příroda před nějakými 350 miliony let v prvohorách.
Vlastně ano. Tento typ galaxií je v současném vesmíru velmi vzácný, tvoří malinkaté procento. Vesmír v našem okolí máme prozkoumaný poměrně dobře. Pozorované galaxie rozdělujeme podle tvaru a velikostí. Ty, ve kterých je zhruba stokrát méně hvězd, než má naše Mléčná dráha, nazýváme trpasličími galaxiemi. Existuje jich velké množství a rozeznáváme jich několik druhů. Zároveň víme, že ve vzdáleném čili dávném vesmíru převládají právě tyto malé galaxie. Ty velké se většinou vytvořily později slučováním menších. Takže pokud hledáme vysvětlení zmiňované rané etapy vesmíru, nutně musíme studovat trpasličí galaxie. Zelené hrášky jsou přitom nejen malé, ale také v nich probíhá extrémně aktivní tvorba hvězd. Tato kombinace je vzácná v současném vesmíru, nicméně pro raný vesmír je naopak charakteristická.
Proč se jim říká zelené hrášky?
To je vlastně přezdívka. Vypadají na snímcích jako zelené kuličky, hrášky. Objevily se v katalogu pozemského dalekohledu, kde na nich není vidět žád- ná struktura, neboli žádné spirály složené z hvězd, žádné protažení do jednoho směru a podobně. Vypadají na snímcích trochu jako zelené hvězdy. Teď už díky lepším dalekohledům víme, že strukturu mají, jen předtím nebyla vidět. Září výrazně v zeleném světle kvůli tomu, že se v nich rodí hodně hvězd. Plyn, který hvězdy obklopuje, hvězdné světlo pohltí a pak ho znovu vyzáří v zelené barvě.
Jak jste vlastně přišli na to, že zrovna tyto galaxie se podobají těm, které takříkajíc posunuly historii vesmíru dál?
Před pár lety jsem pracovala ve Švýcarsku, přesněji v Ženevě. Náš tým se nezaměřoval přímo na ionizující záření, ale na jiné části ultrafialového oboru. Při zpracovávání výsledků pozorování galaxií jsme si všimli jevu, který jsme neuměli vysvětlit. Bylo to zvláštní a velmi podezřelé. Zkrátka zkoumání jiného UV záření nás navedlo k tomuto objevu – že z trpaslíků uniká konkrétní druh záření.
Takže v Ženevě jste na něco přišli, vytvořili hypotézu a potřebovali ji ověřit...
Ano. Napřed jsme analyzovali již existující data, dělali modelové testy a publikovali jsme teoretickou předpověď, jak rozpoznat kandidáty na únik ionizačního záření. Pro dokázání správnosti teorie jsme se rozhodli udělat skutečná pozorování. Vytipovali jsme pět galaxií, kde byla největší naděje na úspěšné pozorování, a zažádali o čas na Hubbleově vesmírném dalekohledu, který by námi vytipované galaxie nasnímkoval. Na to jsou pořadníky rok dopředu a projekty musíte nejprve obhájit před mezinárodní komisí. Jenže jsme byli odmítnuti. Jednoduše nám nevěřili, že čas nám darovaný povede k cíli. Věděli jsme, že udělali chybu. V dalším roce už naše žádost prošla.
Kolik hodin pro vás Hubbleův teleskop pracoval?
Pro každou z pěti galaxií to bylo necelých pět hodin pozorování, takže jsme měli něco přes dvacet hodin. Teleskop však nehledí na vesmírné objekty v kuse. Aby se pozorování různých objektů dala co nejefektivněji naskládat za sebe podle priorit a podle jejich viditelnosti, je každý projekt rozdělen na zhruba hodinové oddělené bloky. Část našeho pozorování byla provedena loni v březnu, část v květnu a část v červenci.
Jakým způsobem teleskop vesmírné objekty snímkuje?