Webb zachytil vesmírné zrcadlové bludiště. Gravitace násobí obrazy galaxií
Na první pohled působí jako šmouhy roztažené přes hvězdné pole. Oranžové oblouky na novém snímku teleskopu Jamese Webba jsou ale obrazy vzdálených galaxií, jejichž světlo cestou k nám změnila gravitace. ESA zveřejnila záběr 29. září 2026 jako snímek měsíce. Ukazuje kupu MACS J0454.1-0300 a s ní i způsob, jakým astronomové využívají samotný vesmír k pozorování objektů za hranicemi běžné citlivosti dalekohledů.
Redakční postřeh
Hlas: Tomáš Hrdlička
“Při prohlížení snímku má smysl na chvíli ignorovat nejjasnější středy galaxií a sledovat slabé oblouky. Právě deformace, kterou by fotograf běžné scény chtěl odstranit, zde otevírá cestu k podrobnějšímu zkoumání vzdálených objektů.”
Galaktická lupa, která ohýbá světlo
Snímek je potřeba číst ve vrstvách. Zlatavé galaxie tvoří kupu v popředí. Její podobu sledujeme z doby, kdy byl vesmír starý přibližně osm miliard let. Výrazné oranžové útvary leží mnohem dál, za ní. Přesto na obrázku některé působí nápadně velké. Jejich zdánlivá velikost totiž neukazuje pouze jejich skutečné rozměry, ale také účinek hmoty, kolem které jejich světlo prošlo.
Tomuto jevu se říká gravitační čočkování. Podle obecné relativity hmotné objekty zakřivují časoprostor, a světlo proto v jejich okolí sleduje zakřivenou dráhu. Kupa galaxií tak může vzdálený zdroj protáhnout do oblouku nebo jinak změnit jeho obraz. Přirovnání ke skleněné lupě pomáhá představit si výsledek, fyzikální příčina je však jiná. Tady světlo usměrňuje gravitace, nikoli průchod sklem.
Pro astronomy je podstatné, že čočka současně umožňuje zaznamenat objekty, které by bez její pomoci byly příliš slabé. NASA tento účinek popisuje jako zesílení obrazu galaxií v pozadí. Pozorovací soustava má tedy dvě části: vesmírný teleskop, který světlo zachytí, a hmotnou kupu daleko před ním, která světlu upraví cestu. Deformace obrazu se díky tomu stává užitečným nástrojem výzkumu.
Gravitace umí připravit ještě jeden překvapivý efekt. Za vhodného vzájemného uspořádání zdroje, čočky a pozorovatele dorazí světlo tak, že vidíme několik obrazů jediné galaxie. Čtyři skvrny tedy nemusejí znamenat čtyři různé galaxie. Právě takové násobení stojí za přezdívkou vesmírné zrcadlové bludiště, kterou ESA pro nový záběr používá.
V obloucích se skrývají drobné oblasti raného vesmíru
Podle doprovodného popisu ESA/Webb astronomové v čočkovaných obrazech rozlišili jasné uzlíky odpovídající oblastem širokým jen kolem pěti světelných let. Některé z těchto oblastí jsou čočkou zvětšené více než 300krát. Jde o konkrétní části vzdálených objektů, nikoli o jednotné zvětšení celého snímku. Právě takové drobné detaily pomáhají proměnit efektní fotografii ve vědecký podklad.
Vícenásobné obrazy podle ESA ukazují mimo jiné skupinu galaxií z doby přibližně dvě miliardy let po velkém třesku a jednu galaxii z doby pouhých 800 milionů let po něm. U skupiny výzkumníci popisují pravděpodobné splývání doprovázené prudkou tvorbou hvězd. Údaj 800 milionů let zde označuje stáří tehdejšího vesmíru, ne změřený věk samotné galaxie.
Co přibylo proti Hubbleovu pohledu
Stejnou kupu známe také z Hubbleova snímku zveřejněného 24. března 2014. Už tehdy byly vidět protáhlé obrazy galaxií za kupou. Nový Webbův záběr ale podle ESA přidává stovky galaxií, které na starším obrazu chybějí. Neobjevily se v mezidobí na obloze. Webb je dokáže lépe zachytit díky citlivosti na jejich červenější světlo.
Při porovnávání se vyplatí hledat společné výrazné objekty, nikoli přikládat oba obrázky k sobě podle okrajů. Publikované záběry mají jinou orientaci i rozsah: Webbův pokrývá přibližně 2,22 × 2,15 úhlové minuty, Hubbleův 3,00 × 2,69. Odlišná jsou také použitá spektrální pásma. Rozdíl mezi obrázky tak není jednoduchou soutěží v ostrosti, ale ukázkou toho, jak výběr pozorovaného světla mění dostupné informace.
Skutečná data převedená do viditelných barev
Oba doprovodné záběry vycházejí ze skutečných teleskopických pozorování. Webb ovšem neposílá hotovou barevnou fotografii jako běžný fotoaparát. Jeho detektory zaznamenávají černobílé expozice přes jednotlivé filtry. Při zpracování se jim přiřadí barvy a snímky se spojí. Většina zachyceného infračerveného záření je pro lidské oči neviditelná, takže barva na monitoru slouží jako jeho srozumitelný překlad.
Obvykle dostávají kratší vlnové délky modřejší odstíny a delší červenější. Výsledná paleta pomáhá rozlišit struktury, které by jinak oko vůbec nezachytilo. Pro širší kontext infračervené astronomie se hodí i pohled na připravovaný teleskop PRIMA. U nového Webbova záběru je však nejdůležitější sledovat, co barvy společně s tvary prozrazují o jednotlivých objektech.
Další cíl: jednotlivé hvězdy za galaktickou čočkou
Zveřejněný obraz kombinuje data ze dvou pozorovacích programů, označených 5058 a 6882. Jeden z nich má opakovaně sledovat čočkovanou galaxii v tomto poli a pátrat po silně zvětšených jednotlivých hvězdách z první miliardy let existence vesmíru. Jde o cíl dalšího pozorování, nikoli o oznámení, že každá jasná tečka na současném obrázku už představuje takovou hvězdu.
Druhý program využívá pozorování většího vzorku kup na různých vlnových délkách ke studiu počátků tvorby hvězd a vývoje raných galaxií. Nový snímek tak ukazuje prostředí, ke kterému se výzkumníci mohou vracet s konkrétními otázkami. Nejzajímavější částí záběru nemusí být nejjasnější galaxie uprostřed. Může jí být nenápadný oblouk, ve kterém gravitace zpřístupnila mnohem vzdálenější minulost.
Použité zdroje
Poznámka: Při tvorbě tohoto článku využíváme AI nástroje pro překlad zdrojů, editaci textu a tvorbu ilustračních vizuálů. Za obsah odpovídá Rudolf Vršovský. Jak vznikají naše články
Líbil se ti článek?
Pomoz nám psát lepší články.
