Objekt CDG-2 v kupě Perseus je extrémním příkladem „galaxie duchů“. Světlo zde téměř chybí – gravitace však prozrazuje obří halo temné hmoty.
Temná hmota byla po desetiletí jednou z největších hádanek moderní kosmologie. Víme, že nevyzařuje, neabsorbuje ani neodráží světlo (takže zůstává neviditelná), ale také víme, že má rozhodující gravitační vliv na způsob rotace a shlukování galaxií. Její přítomnost je tak všudypřítomná, že více než 80 % hmoty ve vesmíru není vidět, lze ji pouze odvodit z toho, jak zakřivuje prostor a řídí pohyb hvězd a galaxií, které svítí. Tento závěr není založen na jediném pozorování, ale na uceleném souboru důkazů: od rotace galaxií až po způsob, jakým je světlo deformováno při průchodu v blízkosti masivních kup galaxií.
Až dosud astronomové objevili náznaky, že mnoho galaxií má rozsáhlé haly z temné hmoty, která je drží pohromadě jako „lepidlo“. Ve většině případů je viditelná hmota (hvězdy, plyn a prach) stále dostatečná k tomu, aby jasně načrtla tvar galaxie. To, co nedávno objevili, je však jiné: galaxie duchů, v níž temná hmota převládá natolik, že v ní nejsou téměř žádné hvězdy, objekt, jehož jasnost je tak slabá, že by bez velmi citlivé techniky zůstal zcela nepovšimnut. Je to vlastně téměř neviditelná galaxie, kterou odhaluje jen několik světelných bodů, jež působí jako kosmické drobky.
Galaxie s označením CDG-2 se nachází v kupě galaxií Perseus, vzdálené asi 300 milionů světelných let. Kupa galaxií Perseus je jednou z nejhmotnějších a nejlépe prozkoumaných kup galaxií v blízkém vesmíru, skutečný „roj“ stovek galaxií ponořených do moře horkého plynu a temné hmoty. Na galaxii CDG-2 je mimořádné, že téměř veškerá její hmota (podle předběžných analýz asi 99 %) je zřejmě temná hmota, zatímco běžná hmota v podobě hvězd, plynu nebo prachu prakticky neexistuje nebo je ve srovnání s jinými běžnými galaxiemi velmi slabá. Je to jako najít kovovou konstrukci budovy, která nemá téměř žádné stěny ani okna.
Detekce galaxie CDG-2 nebyla jednoduchá. Astronomové využili spojený výkon tří nejmodernějších observatoří lidstva: Hubbleova vesmírného dalekohledu, Euklidova vesmírného dalekohledu a dalekohledu Subaru na Havaji. Namísto přímého hledání světla hvězd autoři pod vedením Alexe Stringera lokalizovali neobvyklé seskupení čtyř kulových hvězdokup, kompaktních sfér stovek tisíc starých hvězd obíhajících kolem galaxií. Právě struktura těchto hvězdokup nasměrovala vědce na CDG-2.
Kulové hvězdokupy jsou jako velmi odolné „majáky“: přežijí násilné procesy, které mohou rozbít disk galaxie, a proto se často používají jako stopaři velmi slabých galaxií. V tomto případě byla podezřelá přítomnost čtyř kulových hvězdokup blízko sebe, které se zřejmě vznášejí v prázdnotě. Předchozí simulace a pozorování ukazují, že je velmi nepravděpodobné, že by takovéto hvězdokupy byly izolované; téměř vždy patří k hostitelské galaxii, i když je extrémně slabá.
Poté, co byly tyto hvězdokupy identifikovány pomocí Hubbla, odhalila data z Euclidu a Subaru slabou difúzní záři v jejich okolí, což potvrdilo existenci základní galaxie. Podle Stringerova týmu představují tyto čtyři hvězdokupy za konzervativních předpokladů celou populaci kulových hvězdokup v galaxii. Kombinované světlo z CDG-2 je srovnatelné se světlem několika milionů hvězd, jako je naše Slunce, což je směšně nízké množství ve srovnání se stovkami miliard, které tvoří velkou galaxii, jako je Mléčná dráha. Pro představu: Mléčná dráha má řádově 150-200 známých kulových hvězdokup; CDG-2 má naproti tomu možná jen ty čtyři.
NASA’s Hubble spots nearly invisible “ghost galaxy” made of 99% dark matter
— The Something Guy 🇿🇦 (@thesomethingguy) February 21, 2026
Astronomers have uncovered one of the most mysterious galaxies ever found — a dim, ghostly object called CDG-2 that is almost entirely made of dark matter. Located 300 million light-years away in the…
Analýza rozložení a jasnosti těchto hvězdokup nám umožňuje odhadnout celkovou hmotnost galaxie. Porovnáním množství vyzařovaného světla s hmotností potřebnou k udržení gravitační vazby hvězdokup vědci získali extrémně vysoký poměr hmotnosti a svítivosti. Zjednodušeně řečeno: hmoty je mnohem více, než by odpovídalo světlu, které vidíme. Tuto „chybějící“ hmotu přisuzujeme temné hmotě.
Proč je tato galaxie tak vzácná? Vědci navrhují pravděpodobné vysvětlení: během její historie by ji gravitační interakce se sousedními galaxiemi v rámci kupy Perseus připravily o plyn, který je nezbytnou složkou pro vznik hvězd. Bez plynu nemohou vznikat nové hvězdy a ty, které existovaly, se mohly rozptýlit nebo se omezit na dosud detekované hvězdokupy. To, co zůstalo, je v podstatě obrovské halo temné hmoty s malým množstvím viditelných zbytků.
Tento proces se nazývá ubývání plynu a může probíhat několika způsoby. Jedním z nejdůležitějších je v kupách galaxií přetlak vnitrokupového prostředí: horký, hustý plyn vyplňující kupu působí jako „vítr“, který odnáší plyn z galaxií pohybujících se v ní vysokou rychlostí. Další možností jsou těsná gravitační setkání s jinými galaxiemi, která mohou deformovat a odtrhávat materiál. V obou případech zůstává temná hmota, která interaguje pouze gravitačně, z velké části neporušená, zatímco plyn – který interaguje s okolím – se poměrně snadno ztrácí.
Podle Stringerova týmu by tento objev mohl znamenat zlom v našem chápání temné hmoty a vzniku galaxií. Až dosud byly důkazy o existenci temné hmoty získávány nepřímo, měřením vlivu gravitace na rotaci galaxií nebo světla přicházejícího ze vzdálenějších zdrojů. Nález objektu, v němž tato neviditelná hmota téměř zcela převládá, poskytuje přirozenou laboratoř pro studium chování temné hmoty v extrémních podmínkách.
V „normálních“ galaxiích se viditelná a temná hmota mísí: hvězdy, plyn a prach zaujímají stejnou oblast jako temné halo. Proto je obtížné oddělit jejich vliv. Naproti tomu v CDG-2 je viditelné hmoty tak málo, že dynamiku systému téměř výhradně diktuje temná hmota. To nám umožňuje testovat modely rozložení temné hmoty v halo: zda tvoří velmi hustý vrchol ve středu („cusp“), nebo plošší oblast („core“), což je v kosmologii otevřená debata.
Navíc je možné, že takové „duchovní“ galaxie jsou mnohem častější, než jsme si mysleli, ale jednoduše zůstaly nepovšimnuty, protože jejich světlo je příliš slabé. V posledních letech již byly objeveny ultra-difuzní galaxie – velmi protáhlé objekty s velmi nízkou povrchovou jasností – v kupách, jako je Coma nebo Virgo. V některých z nich také zřejmě převládá temná hmota, zatímco v jiných je jí překvapivě velmi málo. CDG-2 leží na temnějším konci tohoto spektra a naznačuje, že vesmír může ukrývat celou rodinu téměř neviditelných galaxií s velmi odlišnými vlastnostmi.
Klíč k jejich nalezení spočívá v citlivosti a zorném poli nových teleskopů. Například dalekohled Euclid byl primárně navržen ke studiu temné energie a velkorozměrové struktury vesmíru, ale jeho schopnost mapovat obrovské oblasti oblohy ve velké hloubce z něj dělá ideální nástroj pro hledání galaxií duchů. Hubble poskytuje rozlišení potřebné k rozlišení jednotlivých kulových hvězdokup a pozemní dalekohledy, jako je Subaru, umožňují doplňková pozorování v různých filtrech a podmínkách.
Pokud budoucí pozorovací kampaně naleznou více objektů jako CDG-2, budou astronomové schopni odpovědět na klíčové otázky: Jsou to pozůstatky kdysi normálních galaxií, které byly zbaveny plynu, nebo se jedná o systémy, v nichž nikdy nevzniklo mnoho hvězd, protože plyn byl zahřátý nebo vypuzen příliš brzy, možná výbuchy supernov nebo zářením z prostředí hvězdokupy? Závisí jejich množství na typu prostředí – husté hvězdokupy versus izolovanější oblasti? Každá z těchto možností má různé důsledky pro modely vzniku galaxií a pro vlastnosti temné hmoty.
Je zde také zásadnější aspekt: samotná existence galaxií téměř bez hvězd je testem pro alternativní teorie temné hmoty, jako jsou modifikace gravitace (např. MOND). V těchto modelech jsou efekty, které připisujeme temné hmotě, vysvětleny změnou gravitačních zákonů na velkých škálách. Reprodukovat systémy jako CDG-2, kde je hmotnost potřebná k vysvětlení dynamiky obrovská, ale světlo minimální, je však mnohem obtížnější, aniž bychom se uchýlili k nějaké neviditelné složce. Proto se galaxie duchů, jako je tato, stávají velmi náročným testovacím místem pro jakoukoli teorii, která tvrdí, že se obejde bez temné hmoty.
Souběžně jsou takové objevy spojeny s dalšími významnými kosmologickými projekty. Euklid a mise, jako je budoucí teleskop NASA Nancy Grace Roman, spolu s velkými pozemními průzkumy (jako je Legacy Survey of Space and Time na observatoři Vera C. Rubin) znásobí počet známých galaxií, zejména těch nejslabších a nejrozptýlenějších. Je velmi pravděpodobné, že CDG-2 je jen špičkou ledovce mnohem větší populace galaxií s převahou temné hmoty, která je zatím v datech skryta.
Pokud se potvrdí, že tyto galaxie jsou hojné, bude nutné přehodnotit způsob, jakým chápeme „inventář“ hmoty v blízkém vesmíru. Dnes se počty galaxií zakládají především na relativně jasných objektech. Pokud však existuje velká populace galaxií duchů, mohly by se podílet na významné části temné hmoty spojené se strukturami, jako jsou kupy a skupiny galaxií, zatímco k celkovému světlu přispívají jen málo. Jinými slovy: vesmír může být ještě více ovládán neviditelnými strukturami, než jsme si mysleli.
CDG-2 je prozatím výjimečnou případovou studií. Dalším krokem bude získání hlubších a podrobnějších pozorování: přesnější měření pohybu jejích kulových hvězdokup, hledání případných dalších stop po hvězdách nebo plynu a porovnání jejich vlastností s předpověďmi z numerických simulací vzniku galaxií. Každá nová informace pomůže zpřesnit portrét této přízračné galaxie a s ním i naše chápání temné hmoty.
Nakonec nám objekty jako CDG-2 připomínají, že většina vesmíru zůstává neviditelná a z velké části neznámá. To, co vidíme – hvězdy, mlhoviny, jasné galaxie – může být jen tenká vrstva světla plující na hlubokém oceánu temné hmoty. Díky teleskopům, jako jsou Hubbleův a Euklidův, které nyní zkoumají hluboké oblasti vesmíru, se nám otevírá nové okno k nalezení a studiu těchto mimořádných objektů a možná i k tomu, abychom se o něco přiblížili k odhalení, co je vlastně hmota, která vesmíru dominuje.