NASA přivítala nový rok snímkem kupy Champagne – srážky dvou galaktických kolosů zachycené rentgenovou observatoří Chandra. Nejde jen o dechberoucí vizuál, ale i o cenný vědecký náhled na chování temné hmoty při extrémních kosmických událostech.
NASA se opět podívala do vesmíru, aby přivítala Nový rok snímkem nabitým symbolikou. Americká vesmírná agentura sdílela nový snímek takzvané Champagne Cluster, velkolepé vesmírné struktury pozorované rentgenovou observatoří Chandra, jedním z nejmodernějších vesmírných dalekohledů na světě, v kombinaci s pozemními optickými daty. Výsledkem je astronomická pohlednice, která vypadá, jako by byla záměrně vytvořena pro půlnoční přípitek: výbuch světla a plynu připomíná bublinky stoupající ve sklenici šampaňského.
A toast to the first Friday of 2026 🥂
— NASA (@NASA) January 2, 2026
This image of the Champagne Cluster from @chandraxray shows two sparkling galaxy clusters merging into one. Learn more about them and their history: https://t.co/Onq8TF8VlR pic.twitter.com/MDgLZcCaqv
Kromě slavnostní anekdoty má výběr tohoto snímku vědecké pozadí: příběh o tom, jak astronomové využívají titánské srážky mezi kupami galaxií k testování některých z nejhlubších představ o vesmíru, od povahy temné hmoty až po vývoj velkých kosmických struktur.
Chandra: Rentgenové oko, které nahlíží do bouřlivého vesmíru
Observatoř Chandra je rentgenový vesmírný dalekohled NASA, který byl vypuštěn v roce 1999 na palubě raketoplánu Columbia. Obíhá kolem Země po vysoce eliptické trajektorii, která jej vynáší do vzdálenosti přibližně 140 000 km, což mu umožňuje pozorovat vesmír mimo rušivé vlivy zemské atmosféry, která téměř zcela blokuje rentgenové záření.
Observatoř je určena ke studiu nejenergetičtějších jevů ve vesmíru: srážek galaxií, supermasivních černých děr, neutronových hvězd, výbuchů supernov a kup galaxií. Ve všech těchto scénářích se hmota zahřívá na desítky milionů stupňů a vyzařuje rentgenové záření, což je typ světla neviditelný pro naše oči, ale nezbytný pro pochopení toho, co se v těchto extrémních prostředích skutečně děje.
Program řídí Marshallovo středisko vesmírných letů v Huntsvillu v Alabamě, USA, zatímco vědecké operace jsou koordinovány ze střediska Chandra X-ray Center se sídlem v Cambridge a Burlingtonu, Massachusetts. Odtud se plánují pozorování, zpracovávají data a vytvářejí se složené snímky, které se zveřejňují.
Chandra je součástí generace takzvaných „velkých observatoří“ NASA, spolu s Hubbleovým vesmírným dalekohledem (viditelné světlo a ultrafialové záření), dnes již vyřazeným Comptonovým dalekohledem (gama záření) a Spitzerovým dalekohledem (infračervené záření). Každý z nich pozoruje vesmír v jiné části elektromagnetického spektra a kombinace jejich dat poskytuje mnohem ucelenější pohled na astronomické objekty.
Nyní zveřejněný snímek není novým objevem, ale novou vizuální kompozicí pořízenou na přelomu roku s využitím dat z observatoře Chandra a optických pozorování z dalekohledů Legacy Surveys v Arizoně a Chile. Tato technika „kompozitního zobrazování“ je v moderní astronomii běžná: viditelné barvy jsou přiřazeny datům, která ve skutečnosti pocházejí z neviditelných vlnových délek, například rentgenového záření, aby je lidské oko mohlo interpretovat.
Co přesně je hvězdokupa Champagne
Hvězdou tohoto vesmírného pozdravu je Champagne Cluster, gigantická struktura vzdálená miliardy světelných let od Země, která se ve skutečnosti skládá ze dvou srážejících se kup galaxií. Kupa galaxií je, zhruba řečeno, obrovská kosmická „rodina“, která může obsahovat stovky až tisíce galaxií, které jsou vzájemně gravitačně svázány a ponořeny do obrovského halo horkého plynu a temné hmoty.
Na snímku se plyn přehřátý na miliony stupňů jeví v odstínech fialové barvy, zatímco jednotlivé galaxie září jako body bílého světla, které odhalují násilnost srážky těchto dvou struktur. Tento plyn, který je tak horký, že vyzařuje rentgenové záření, není žádnou drobností: obsahuje mnohem více hmoty než všechny hvězdy ve viditelných galaxiích v kupě a jeho rozložení během srážky nabízí klíčové vodítko k tomu, co se děje.
Výběr tohoto snímku k oslavě Nového roku není náhodný. Hvězdokupa Champagne byla objevena 31. prosince 2020, tedy právě před pěti lety. Datum objevu spolu s bublinkovým vzhledem horkého plynu pozorovaného v rentgenovém záření vedlo astronomy k tomu, že jí dali tento jedinečný název, který je mnohem snadněji zapamatovatelný než její oficiální vědecké označení, které se skládá z dlouhé kombinace písmen a číslic.
Přezdívka není jen roztomilým pomrkáváním: populární názvy pomáhají přiblížit veřejnosti objekty, které by jinak byly redukovány na technické zkratky. V tomto případě se „tok šampaňského“ plynu a datum konce roku příliš hodily, než aby se tato příležitost promarnila.
Kosmický přípitek a lekce extrémní fyziky
Kromě vizuální hodnoty patří tato hvězdokupa do vzácné třídy splývajících systémů, které nám umožňují studovat, jak se temná hmota chová při vysokorychlostních srážkách. Když se srazí dvě kupy galaxií, nejenže se galaxie navzájem střetnou: interagují také jejich obrovské zásobárny horkého plynu a hala temné hmoty.
V případě kupy Champagne převyšuje pozorovaný horký plyn hmotností všechny viditelné galaxie v systému a během srážky se od nich odděluje. Je tomu tak proto, že plyn, jakožto „normální“ hmota, se sráží, zpomaluje a stlačuje, zatímco galaxie a temná hmota se chovají téměř jako duchové: procházejí mezi sebou s velmi malým počtem přímých srážek.
Takové systémy jsou obzvláště cenné, protože nám umožňují porovnat, kde se nachází viditelná hmota (plyn a hvězdy) s celkovou hmotou, což lze odvodit měřením toho, jak se ohýbá světlo z ještě vzdálenějších galaxií, když prochází za kupou, což je efekt známý jako gravitační čočkování. Pokud je většina hmoty soustředěna tam, kde jsou galaxie, a nikoli tam, kde je plyn, znamená to, že v systému převládá gravitační síla neviditelné složky – temné hmoty.
Tento typ analýzy byl již proveden u jiných kolizních kup, například u slavné „Kulové hvězdokupy“, která se stala jedním z nejčastěji uváděných argumentů pro existenci temné hmoty. Nyní se k této malé, ale důležité skupině „kosmických laboratoří“, kde můžeme testovat, jak se tato neviditelná hmota chová za extrémních podmínek, připojuje i kupa Champagne.
Jak se takový obraz vytváří
Ačkoli snímek hvězdokupy Champagne vypadá jako jednoduchá fotografie, ve skutečnosti je výsledkem pečlivé kombinace dat. Každý dalekohled pozoruje objekt v jiné části spektra:
- Chandra detekuje rentgenové záření vyzařované plynem o teplotě desítek milionů stupňů. Tyto údaje jsou znázorněny v odstínech fialové nebo purpurové barvy.
- Legacy Surveys, prováděné optickými dalekohledy v Arizoně a Chile, zachycují viditelné a blízké infračervené světlo galaxií, které se zobrazují jako bělavé nebo slabě zbarvené body a skvrny.
Astronomové tato data zpracovávají, aby odstranili šum, korigovali přístrojové efekty a přesně zarovnali jednotlivé snímky. Jednotlivým typům záření jsou pak přiřazeny barvy a kontrast a jas jsou upraveny tak, aby byly zvýrazněny nejzajímavější struktury, aniž by se změnila vědecká informace o pozadí.
Výsledkem není „umělecká fotografie“ v tradičním slova smyslu, ale není to ani surový snímek. Je to vizuálně přitažlivá reprezentace skutečných dat, navržená tak, aby odborníci i široká veřejnost mohli ocenit komplexnost jevu.