Od doby, kdy se lidské bytosti dozvěděly, že Mléčná dráha není na noční obloze jedinečná nebo osamocená, se astronomové a kosmologové snažili zjistit, kolik galaxií je ve vesmíru. A až donedávna naše největší vědecké mozky věřily, že mají docela dobrý nápad – mezi 100 a 200 miliardami.
Nicméně, a nové studium vytvořený výzkumníky z Velké Británie odhalil něco překvapivého o vesmíru. Pomocí Hubblea Obrázky z hlubokého pole a data z jiných dalekohledů došli k závěru, že tyto předchozí odhady byly asi 10krát odchylné. Vesmír, jak se ukázalo, mohl mít v průběhu své historie až 2 biliony galaxií.
Tým pod vedením profesora Christophera Conselice z University of Nottingham ve Spojeném království spojil snímky pořízené Hubbleovým vesmírným dalekohledem s dalšími publikovanými daty a vytvořil 3D mapu vesmíru. Poté začlenili řadu nových matematických modelů, které jim umožnily odvodit existenci galaxií, které nejsou dostatečně jasné, aby je bylo možné pozorovat současnými přístroji.
Vědci z Velké Británie vytvořili nové odhady počtu galaxií ve vesmíru, které by také mohly objasnit vesmírný vývoj. Poděkování: NASA/Chandra
Pomocí nich pak začali zkoumat, jak se galaxie vyvíjely za posledních 13 miliard let. To, co se dozvěděli, bylo docela fascinující. Jednak pozorovali, že rozložení galaxií v historii vesmíru nebylo rovnoměrné. A co víc, zjistili, že aby se vše v jejich výpočtech sečetlo, muselo být v raném vesmíru 10krát více galaxií, než se dříve předpokládalo.
Většina těchto galaxií by byla hmotnostně podobná satelitním galaxiím, které byly pozorovány kolem Mléčné dráhy, a byly by příliš slabé na to, aby je dnešní přístroje zaznamenaly. Jinými slovy, astronomové byli dosud schopni vidět jen asi 10 % raného vesmíru, protože většina jeho galaxií byla příliš malá a slabá na to, aby byla vidět.
Jak vysvětlil prof. Conselice v a Hubbleova vědecká zpráva , zatímco může pomoci vyřešit přetrvávající debatu o struktuře vesmíru:
„Tyto výsledky jsou mocným důkazem toho, že během historie vesmíru došlo k významnému vývoji galaxií, což dramaticky snížilo počet galaxií díky sloučení mezi nimi – čímž se snížil jejich celkový počet. To nám dává ověření takzvaného formování struktury ve vesmíru shora dolů.“
Ilustrace hloubky, do které HST zobrazoval galaxie v předchozích iniciativách Deep Field, v jednotkách věku vesmíru. Poděkování: NASA a A. Feild (STScI)
Abychom to rozebrali, „model shora dolů“ formování galaxií uvádí, že galaxie vznikly z obrovských plynových mračen větších než výsledné galaxie. Tyto mraky se začaly hroutit, protože jejich vnitřní gravitace byla silnější než tlaky v oblaku. Na základě rychlosti, kterou se oblaka plynu otáčejí, by vytvořila buď spirální nebo eliptickou galaxii.
Naproti tomu „model zdola nahoru“ uvádí, že galaxie vznikaly během raného vesmíru v důsledku slučování menších shluků, které měly velikost přibližně kulových hvězdokup. Tyto galaxie pak mohly být vzájemnou gravitací vtaženy do kup a superkup.
Kromě toho, že tato studie pomáhá vyřešit tuto debatu, nabízí také možné řešení Olberova paradoxu (neboli „paradoxu temné noční oblohy“). Tento paradox, pojmenovaný po německém astronomovi z 18./19. století Heinrichu Wilhelmu Olbersovi, řeší otázku, proč – vzhledem k rozloze vesmíru a veškeré světelné hmotě v něm – je obloha v noci tmavá?
Na základě svých výsledků britský tým usoudil, že zatímco každý bod na noční obloze obsahuje část galaxie, většina z nich je pro lidské oko a moderní dalekohledy neviditelná. To je způsobeno kombinací faktorů, které zahrnují účinky kosmického záření červený posuv , skutečnost, že vesmír je dynamický (tj. stále se rozpíná) a absorpce světla kosmickým prachem a plynem.
Snímek byl pořízen Hubbleovým vesmírným teleskopem NASA/ESA, který pokrývá část jižního pole Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Poděkování: NASA/ESA/HST
Netřeba dodávat, že k potvrzení existence všech těchto neviditelných galaxií budou zapotřebí budoucí mise. A v tomto ohledu se Conselice a jeho kolegové dívají na budoucí mise – takové, které jsou schopné pozorovat hvězdy a galaxie v neviditelném spektru –, aby se to stalo.
'Udivuje nás, že více než 90 procent galaxií ve vesmíru musí být ještě prozkoumáno,' přidal . „Kdo ví, jaké zajímavé vlastnosti objevíme, až tyto galaxie objevíme pomocí budoucích generací dalekohledů? V blízké budoucnosti bude Vesmírný dalekohled Jamese Webba budou moci studovat tyto ultra slabé galaxie.'
Pochopení toho, kolik galaxií v průběhu času existovalo, je základním aspektem pochopení vesmíru jako celku. S každou další studií, která se pokouší vyřešit to, co můžeme vidět s našimi současnými kosmologickými modely, se dostáváme mnohem blíž!
A určitě si vychutnejte toto video o některých z nejúžasnějších snímků HST, s laskavým svolením HubbleESA:
Další čtení: HubbleSite , Hubbleův vesmírný dalekohled