Pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba a gravitační čočky identifikovali vědci galaxii LAP1-B, která by mohla ukrývat vůbec první hvězdy ve vesmíru. Pokud se hypotéza potvrdí, půjde o přelomový objev – přímý pohled na hvězdy, které zažehly vývoj galaxií.
Po desetiletí astronomové pátrali po tzv. hvězdách populace III: první hvězdné generaci ve vesmíru. Předpokládá se, že se zrodily jen několik set milionů let po velkém třesku, kdy byl vesmír tvořen téměř výhradně vodíkem a heliem. Byly to obrovské, velmi horké a pomíjivé hvězdy, které však měly zásadní význam, protože zahájily výrobu těžkých prvků a zažehly historii galaxií.
Problém je, že pokud existovaly, jak se předpokládá, jsou velmi vzdálené a v malých skupinách, takže jejich světlo je dnes extrémně slabé. Proto je tak obtížné je odhalit: i s výkonnými dalekohledy je nalezení jejich stopy jako snaha spatřit zapálenou zápalku na druhé straně vesmíru.
V této souvislosti se stal nejlepším nástrojem pro tento lov vesmírný dalekohled Jamese Webba. Jeho infračervené vidění nám umožňuje pozorovat velmi rané galaxie a analyzovat jejich chemické složení. Kromě toho astronomové již dlouho využívají dalšího spojence: gravitační čočky, kupy galaxií, jejichž obrovská hmotnost působí jako přirozená lupa a zesiluje světlo z ještě vzdálenějších objektů.
Velmi vzdálená galaxie jako možné útočiště pro prvotní hvězdy
Pomocí této metody podle časopisu Space identifikoval mezinárodní tým v datech z JWST galaxii s názvem LAP1-B, která by mohla obsahovat hvězdy populace III. Signál byl detekován díky tomu, že hvězdokupa MACS J0416.1-2403, která leží mezi Zemí a objektem, byla gravitačním čočkováním 100krát jasnější.
LAP1-B je od nás tak daleko, že trvalo asi 13 miliard let, než k nám jeho světlo dorazilo. Proto jej Webbův dalekohled pozoruje v podobě, jaká byla v době, kdy byl vesmír starý asi 800 milionů let, tedy na vrcholu reionizace, v období, kdy se ve vesmíru začaly „probouzet“ první hvězdy a galaxie a přeměňovat prvotní plyn.
Spektrum galaxie ukazuje prostředí téměř bez přítomnosti kovů (v astronomii prvků jako uhlík nebo kyslík). To odpovídá tomu, co se očekává u hvězd vzniklých před obohacením vesmíru o těžké materiály. Energie zaznamenaného světla navíc ukazuje na velmi hmotné a horké hvězdy, jak předpovídají modely pro populaci III.
Autoři zdůrazňují, že se zatím nejedná o definitivní potvrzení. Nízkou přítomnost kovů by bylo možné vysvětlit také výjimečně čistým plynem bez již prokázané potřeby Pop III. Dalším krokem bude hledání dalších podobných objektů za jinými gravitačními čočkami a porovnání s jemnějšími simulacemi.
Pokud se hypotéza potvrdí, bude LAP1-B prvním přímým oknem do hvězd, které zažehly vesmír a zahájily vznik galaxií.
Dědictví dalekohledu Jamese Webba
Vesmírný dalekohled Jamese Webba, který byl vypuštěn v prosinci 2021, je nejpokročilejší observatoří, která kdy byla postavena ke studiu vesmíru. Jeho hlavním úkolem je pozorovat první galaxie, které vznikly po velkém třesku, zkoumat vznik hvězd a planetárních systémů a analyzovat atmosféry potenciálně obyvatelných exoplanet. Webbův dalekohled je vybaven nejmodernějšími přístroji a je schopen pozorovat v infračerveném spektru, což mu umožňuje pronikat kosmickým prachem a pozorovat extrémně vzdálené a staré objekty. To z něj činí zásadní nástroj pro pochopení vývoje vesmíru.
Objev LAP1-B je nejen důkazem schopností dalekohledu Jamese Webba, ale také mezinárodní spolupráce v oblasti astronomické vědy. Týmy z celého světa využívají data z Webbova dalekohledu k objevům, které byly dříve nemyslitelné. Tento dalekohled otevřel novou éru astronomie a umožnil vědcům prozkoumat vzdálené končiny vesmíru v dosud nevídaných detailech.
Budoucnost astronomického výzkumu
Objev galaxií, jako je LAP1-B, je pouhým začátkem. Díky dalekohledu Jamese Webba a budoucím teleskopům, jako je například Extrémně velký teleskop (ELT) v Chile, astronomové doufají, že se jim podaří objevit další informace o raných fázích vesmíru. Tyto přístroje umožní vědcům studovat vlastnosti prvních hvězd a galaxií s větší přesností, což by mohlo přinést převrat v našem chápání toho, jak se vesmír formoval a vyvíjel.
Kromě toho by studium hvězd populace III mohlo přinést poznatky o temné hmotě, jedné z největších neznámých v moderní fyzice. Temná hmota nevyzařuje ani neabsorbuje světlo, ale její přítomnost se odvozuje z jejího gravitačního působení na viditelnou hmotu. Pochopení toho, jak první hvězdy interagovaly s temnou hmotou, by mohlo nabídnout nový pohled na podstatu této záhadné látky.
Objev galaxie LAP1-B a jejího možného obsahu hvězd populace III je milníkem v moderní astronomii. Díky dalekohledu Jamese Webba a dalším pokročilým teleskopům stojíme na prahu odhalování nejhlubších tajemství vesmíru, od jeho nejranějších okamžiků až po složitost dnešních struktur.