Krátký pozorovací čas stačil kosmickému dalekohledu NASA Spitzer Space Telescope (SST) k objevu tisíců dosud neznámých trpasličích galaxií v obří galaktické kupě Coma Berenices. Navzdory svým velmi malým rozměrům hrají trpasličí galaxie velmi důležitou roli ve vývoji vesmíru a mohou sloužit jako stavební bloky pro velké galaxie.
Astronomové se domnívají, že byly prvními galaxiemi, které vznikly, a že poskytly základy pro velko‑galaktické prostředí. Jsou zdaleka nejpočetnějšími objekty ve vesmíru a jejich studium je klíčové pro pochopení velkoškálové struktury vesmíru. Počítačové simulace ukazují, že oblasti s vysokou hustotou, jako jsou obří kupy, mohou obsahovat výrazně více trpasličích galaxií, než dosud pozorovali.
Tým vedený Leigh Jenkinsovou a Ann Hornschemeierovou z NASA Goddard Space Flight Center použil IRAC (Infrared Array Camera) na Spitzeru k pozorování kupy Coma, která se nachází ve vzdálenosti 320 milionů světelných let od Země. Astronomové zaměřili pozornost na oblast mimo kupu pro porovnání populací galaxií v různých prostředích a zhodnotili vliv prostředí na vývoj galaxií. Sestavili dohromady 288 snímků, každý exponovaný 70-90 sekund, což dohromady dává 6,5 hodiny pozorovacího času, a objevili téměř 30 000 objektů, jejichž katalog bude dostupný pro astronomickou veřejnost.
Některé objekty jsou galaxie v kupě Coma Berenices, avšak velká část z nich musí být vzdálené galaxie. Zvláštní překvapení představuje skutečnost, že velký počet galaxií je součástí kupy Coma Berenices a vypadají srovnatelně nebo i menší než Malé Magellanovo mračno, který je druhým největším družstvem naší Galaxie. Jenkinsová odhadla, že přibližně 1600 z 30 000 slabých objektů jsou trpasličí galaxie v kupě Coma, tedy mnohem více, než bylo dosud známo.
Spitzer dosáhl těchto objevů díky schopnosti pokrýt velké části oblohy efektivně. „S vynikající schopností kosmického dalekohledu Spitzer jsme rázem schopni detekovat tisíce slabých galaxií, které dříve nebylo možné spatřit,“ uvádí Jenkinsová. Výsledky byly prezentovány na konferenci Americké astronomické společnosti v Honolulu. Další trpasličí galaxie v kupě Coma Berenices mohou být ukryty v údajích z vesmírného observatoře Spitzeru; vyžaduje se však další studium k určení jejich skutečného počtu.
Na pozadí srovnání s verzemi Herschelova dalekohledu je patrné, že Herschel dokáže pozorovat delší vlnové délky až do 672 mikrometrů, zatímco Spitzer sleduje do 180 mikrometrů. Herschel přitom nabízí nový pohled na vznik a vývoj galaxií v raném vesmíru a chemické složení objektů v naší Galaxii a v mezihvězdném plynu. Herschel měl být provozuschopný po tři roky s možným prodloužením o rok, a poskytl spolu se Spitzerem významný pohled na infračervenou astronomie, která je mladou disciplínou, rozvíjející se spolu s kosmickými technologiemi.
Infračervené záření, které přichází z tepelného záření kosmického prachu a chladných objektů, vyžaduje pro detekci velmi nízké teploty detektorů. Proto je nutné dalekohledy jako Herschel a Spitzer klimatizovat; Spitzer k tomu využíval pasivní chlazení a oběžnou dráhu. Zásoby kapalného helia došly v květnu 2009, přesto však Spitzer pokračoval ve dvou z původně využívaných vlnových délek infračerveného záření. Po téměř 16 letech pozorování vesmíru v infračervené oblasti se americký Spitzer chystá k odpočinku, a NASA oznámila jeho definitivní vypnutí 30. ledna 2020.
Spitzerův úspěch je spojen s historií vývoje kosmických dalekohledů. Desetiletí předtím se o možnostech přenesení astronomických přístrojů za hranice zemské atmosféry uvažovalo už od roku 1946 v RAND studii. Lyman Spitzer junior tehdy upozornil na revoluční změny, které by dosáhly výzkumu ultrafialového a infračerveného záření a odstranění vlivu atmosféry na kresbu obrazu. Myšlenky vedly k postupnému vývoji Hubble Space Telescope (HST), Spitzeru a dalších teleskopů. HST byl dokončen v roce 1985, ale po havárii Challengeru v roce 1986 byla jeho implementace do vesmírného provozu opožděna a zahájena až v roce 1990. První snímky ukázaly neostrosti, které vyžadovaly opravy v dalších misích, jako COSTAR, STIS, NICMOS a ACS. HST zaznamenal více než 860 000 pozorování do konce roku 2008 a přinesl klíčové poznatky např. o přesnějším určení stáří vesmíru a o temné energii.
Společně s HST a Herschel nyní Spitzer představuje historicky důležitou kapitolu v infračervené astronómii, která umožnila studovat exoplanety a rozšířené struktury vesmíru. Příkladem je detekce světla planet mimo Sluneční soustavu, jako v případě exoplanety 55 Cancri e, a srovnání s budoucím telescopem James Webb Space Telescope (JWST), který by měl podstatně vylepšit chemické složení cizích planet. Důležité je pochopení, že infračervené pozorování je klíčové pro studium tepelného záření a vývoje hvězd v mezihvězdném prostředí, a že technologically vyspělý Spitzer i Herschel přispěly k revoluci v poznání vesmíru.
- Část kupy Coma Berenices: pozorování Spitzerem ukázalo tisíce objektů a potenciální trpasličí galaxie.
- Detekce trpasličích galaxií: odhadovaná početnost v kupě kolem 1600, výrazně více než dosud známé.
- Technické poznámky: IRAC a infračervené záření umožnily identifikaci objektů v těžko pozorovatelných regionech.
- Historie infračervené astronomie: vývoj od raných misí až po současnost a význam pro studium vesmíru.
Podobně jako u Mléčné dráhy a vesmírného zázemí, Spitzerova data nadále zůstávají cenným zdrojem pro další analýzy, ať už jde o identifikaci dalších trpasličích galaxií v Coma Berenices, nebo o jejich přesnější odloučení od vzdálenějších objektů v katalogu.
tags: #spitzeruv #vesmirny #dalekohled #pristani