JWST objevil galaxii s hvězdnou tyčí, která přepisuje pravidla vzniku vesmíru

Astronomové s pomocí Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) učinili překvapivý objev: v galaxii GN20, pozorované pouhých 1,5 miliardy let po Velkém třesku, nalezli hvězdnou tyč.

Astronomové s pomocí Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) učinili překvapivý objev: v galaxii GN20, pozorované pouhých 1,5 miliardy let po Velkém třesku, nalezli hvězdnou tyč. Tento masivní útvar, který se táhne napříč centrem galaxie, by podle dosavadních teorií v tak rané fázi vesmíru neměl existovat.

Hvězdné tyče jsou protáhlé útvary hvězd, které se otáčejí jako jeden celek a fungují jako trychtýř, stahující plyn směrem k jádru galaxie. Tento proces může spouštět intenzivní tvorbu hvězd, vyživovat centrální černou díru a budovat husté jádro. V blízkém vesmíru jsou tyto struktury běžné, má ji i naše Mléčná dráha. Jejich vznik se však považuje za pomalý proces trvající miliardy let a předpokládalo se, že hojnost plynu v raných galaxiích by jejich formování potlačovala nebo zdržovala. Objev takové struktury v galaxii GN20, která je navíc bohatá na plyn, proto zásadně zpochybňuje dosavadní očekávání standardního modelu formování galaxií.

Tým astronomů pod vedením Leinderta A. Boogaarda z Leidenu zkoumal galaxii GN20, která je vzdálená, slabá a zahalená prachem. Díky infračerveným přístrojům JWST (MIRI a NIRCam) se však prach stal průhledným a odhalil vnitřní strukturu galaxie. Měření jasu a rotace světla galaxie potvrdilo jasnou tyčovou strukturu o délce sedmi kiloparseků. Nezávislá matematická analýza světelného vzoru tento objev potvrdila, stejně jako pozorování prachové tyče pomocí radioteleskopu NOEMA.

Existence této hvězdné tyče je pozoruhodná ze tří důvodů: tyče se obvykle hroutí pod vlastní vahou, růst do takové velikosti by měl trvat miliardy let a hojnost plynu by měla jejich vznik bránit. Vědci se domnívají, že všechny tyto překážky mohla překonat jediná složka, kterou pozorování naznačují: přítomnost vysoce turbulentního plynu napříč vnitřním diskem s vysokým podílem plynu.

Pozorování také ukázala, kde je koncentrována tvorba hvězd. Tam, kde se tyč na jihu setkává s vnějším diskem, se hromadí plyn a spouští se intenzivní tvorba hvězd. V centru tyč stahuje materiál dovnitř, čímž pohání jaderný hvězdný výbuch a pravděpodobně vyživuje supermasivní černou díru. To je pravděpodobně hlavní hnací silou mimořádné rychlosti tvorby hvězd v GN20, která přesahuje 1 000 slunečních hmotností ročně.

Tento objev naznačuje, že galaxie podobné GN20 nemusí být jen fází ve vývoji galaxií. Rychlost tvorby hvězd poháněná tyčí by mohla vysvětlit další záhadu vesmíru: jak se masivní, „mrtvé“ eliptické galaxie, které pozorujeme dnes, dostaly do tohoto stavu a proč některé z nich přestaly tvořit hvězdy tak brzy. Nové poznatky tak otevírají cestu k revizi modelů vývoje galaxií a hlubšímu pochopení raného vesmíru.