Přestože hlavní téma dnešního textu je Hubbleův kosmický dalekohled (HST), v jeho sbírkách najdeme ikonické snímky, které určily naši představu o vesmíru a inspirují i současné kosmické observatoře jako JWST. Snímků, které HST po sobě zanechal, je spousta, ale nejznámější z nich - Sloupy stvoření - se staly symbolem nekonečné krásy a zároveň vědecké důležitosti hlubokých polí a gravitačního čočkování. Mezitím je JWST díky NIRCam schopen zkoumat formující se hvězdy v prachových pilířích Sloupu, a vyprávět příběhy o vzniku hvězd v infračerveném světle a s vysokou jemností.
Sloupy stvoření a nově se rodící hvězdy
Kosmos ukazuje, že pilíře v mracích plynu a prachu nejsou jen statickou scenérií, ale dynamickým místem, kde mladé hvězdy vznikají a vytryskávají z mlžných oblaků. Trojrozměrné pilíře vypadají jako majestátní kamenné útvary, leč jsou mnohem prostupnější. Nově formované zárodky hvězd na sebe na tomto snímku pořízeném kamerou NIRCam (Near-Infrared Camera) strhávají pozornost. Jsou to ony malé červené koule, které mají typické difrakční hroty a leží mimo prachové sloupy. A co ty vlnovky, které vypadají jako tekoucí láva? Jde o výtrysky z hvězd, které stále v plynu a prachu vznikají.
Mladé hvězdy pravidelně vytvářejí výtrysky, které se pak střetávají s mračny materiálu - jakými jsou třeba právě tyto pilíře. To tak často vede ke vzniku rázové vlny, což může formovat vlnité vzory - podobně jako loď plující vodou. Karmínová záře pak pochází z energetických molekul vodíku, které pocházejí z výtrysků a srážek. Je to evidentní na druhém a třetím pilíři shora: snímek kamery NIRCam prakticky pulzuje jejich aktivitou.
Mezihvězdné médium a rozsáhlá pole
Ač se může zdát, že pozorování v blízkém infračerveném světle umožnilo Webbovu teleskopu „prohlédnout“ skrze oblaka a podívat se do neskutečných vesmírných vzdáleností za nimi, nejsou v tomto směru viditelné žádné galaxie. Namísto toho stojí v cestě směs průsvitného plynu a prachu, která je známá jako mezihvězdné médium. Blokuje náš pohled do hlubin vesmíru a je osvětlena světlem ze skupiny hvězd v oblasti. Scéna byla poprvé snímána Hubbleovým kosmickým teleskopem (HST) v roce 1995 a znovu v roce 2014.
Každý pokročilý přístroj totiž nabízí výzkumníkům své jedinečné vlastnosti a přináší nové podrobnosti o této neuvěřitelné oblasti, která doslova přetéká hvězdami. Mimo to byly v historii využívány i další observatoře, například teleskop ESA Herschel. HST tak vynesl svědectví o mnoha aspektech vesmíru a položil základy pro následné průlomy.
Historie a vývoj HST a JWST
Už podle názvu dnešního článku jste pravděpodobně poznali, že se dnes budeme bavit o Hubbleově kosmickém dalekohledu, který byl právě na den přesně před 35 lety vypuštěn z paluby raketoplánu při misi STS-31. Ovšem spíše, než o samotném teleskopu si řekneme něco o zajímavých fotografiích, které pořídil. Předtím však tradičně uvedu několik poznámek: výběr fotografií je subjektivní, snímky nejsou vybírány jen podle krásy a není to seřazení podle důležitosti.
Nynější hlavní posun ve vesmírném obrazování nastal s nástupem HST i JWST, který je nejvýkonnějším dosud vypuštěným obdobným zařízením. ESA v rámci mezinárodní spolupráce poskytla launch Ariane 5 a doprovodné komponenty, včetně NIRSpec a částečného MIRI. JWST tedy doplňuje a rozšiřuje možnosti kosmického zobrazování v infračerveném spektru a umožňuje identifikovat přesnější hvězdné populace i množství plynu a prachu v oblastech formování hvězd.
Další zajímavé pohledy a gravitační čočky
Gravitační čočky nám umožňují nejen vidět extrémně vzdálené objekty, ale i užít si pozoruhodné obrazy. Einsteinova čočka ve tvaru cosi připomínajícího tvář se objeví v Severním nebi; oči tváře tvoří galaxie SDSSCGB 8842.3 a SDSSCGB 8842.4, které slouží jako gravitační čočka. Zbytek tváře obstarávají galaxie v pozadí. Podobně jsou popsány i další gravitační čočky - Kosmická podkova v souhvězdí Lva a Einsteinův kříž v Pegasu, které vznikají díky sledovanému uspořádání čoček a vzdálených objektů.
HST a další observatoře poskytují hluboká pole - snímky oblastí vesmíru, které obsahují extrémně vzdálené objekty a umožňují studovat vznik galaktických struktur v čase. Severní a jižní hluboká pole posunují hranice poznání a odhalují objekty, které by bez gravitačního čočkování nebyly pozorovatelné.
Známé galaxie a zajímavé objekty z HST a souvisejících misí
Mezi nejdůležitější galaxie je M87, obří eliptická galaxie s masivní černou dírou, kterou pozoroval EHT - ačkoliv HST její jádro nevidí, přispívá k pochopení procesu akrece a radiálního vyzařování.
Další významné galaxie zahrnují: M81 v Galaxii Velké medvědice s jasnými spirálními rameny; M101 Větrník v souhvězdí Velké medvědice, jen 27 milionů světelných let daleko; M51 Jordánská galaxie s aktivním jádrem a interakcí s NGC 5195; M94 v souhvězdí Honicích psů s dvěma prstenci a zvláštní temnou hmotou; M104 Sombrero s velkým prstencovým prachem a obřím halo, a M104 má masivní černou díru.
Nesmíme zapomenout na M77 v souhvězdí Velryby s obřím aktivním jádrem a Seyfertovým typem nucleus, M61 s mnoha supernovami a charakteristickou rozvětvenou spirální strukturou, a na NGC 4038/4039 („Hccv“), známé jako Srážkové galaxie s výraznými vyvrženými proudy hvězd. Z oblasti Sluneční soustavy HST vyvolává snímky z hlubokých polí a jejich gravitační čočky mimořádně zajímavé poznámky o vývoji galaxií v kosmické historii.
Speciální poznámky k významu těchto snímků
Hubbleův teleskop a jeho snímky jako Sloupy stvoření či eXtrémně hluboké pole připomínají nejen krásu, ale i sílu gravitačního čočkování a samotné evoluce vesmíru. Souběžně JWST přináší nové vrstvy detailů v infračerveném pásmu a umožňuje pozorovat procesy tvorby hvězd a molekulárních mračnin, které zůstávaly dříve skryty.
Moderní kosmické observatoře - HST, JWST a další - spolupracují na mapování a porovnávání galaktických populací, množství plynu a prachu, a na testování modelů vzniku hvězd a struktury vesmíru. Tato spolupráce vede k vylepšeným modelům hvězdných populací a k lepším odhadům o tom, jak plyny a prach v mlhovinách ovlivňují tvorbu nových hvězd.
V rámci mezinárodní spolupráce ESA dodala část technologií a podpořila vývoj a kvalifikaci úprav Ariane 5 pro misi s teleskopem JWST, včetně dopravní smlouvy se společností Arianespace a dodání NIRSpec a částečné dodávky MIRI. JWST je tak nejsilnějším přístrojem podobného typu, který byl vypuštěn do vesmíru.
HST obíhá v 600 kilometrech nad Zemí, s oběhem každých 96 minut a rychlostí kolem 8 km/s, a díky svým snímkům podpořil naše porozumění temné hmotě a energiím vesmíru, upřesnil stáří vesmíru na 13,5 miliardy let a pomohl objevit nejstarší galaxie zrozené nedávno po vzniku vesmíru.
Na závěr si připomeňme, že Sloupy stvoření a další slavné snímky z HST zůstávají ikonami kosmické fotografické historie a slouží jako motivace pro další generace objevování vesmíru prostřednictvím nových technologií a mezinárodní spolupráce.