15.10.2018 12:00 | Veda

Takmer celá obloha je modrá aj v noci. Len to nevidíme

Údaje z MUSE na pozadí optickej snímky HUDF ukazujú, že nočná obloha žiari v modrom svetle vodíka okolo mladých galaxií.
Údaje z MUSE na pozadí optickej snímky HUDF ukazujú, že nočná obloha žiari v modrom svetle vodíka okolo mladých galaxií. Zdroj: ESA/Hubble & NASA, ESO/Lutz Wisotzki et al.

Skorý vesmír svieti v ultrafialovom žiarení.

Detektor MUSE na európskom ďalekohľadovom systéme VLT (Very Large Telescope) v Čile odhalil, že prakticky celý výsek oblohy HUDF (vysvetlenie nižšie), mimoriadne podrobne nasnímaný Hubblovým kozmickým ďalekohľadom, vypĺňa ultrafialové žiarenie okolo galaxií.

Predmetní vedci extrapolujú, že takmer celá obloha – pre nás neviditeľne – žiari ultrafialovým svetlom zo skorých fáz evolúcie vesmíru. Keby to naše oči predsa len dokázali, vnímali by sme ju ako modrú. Žiaria masy vodíkového plynu, ktoré obklopujú mladé galaxie.

HUDF (Hubble Ultra Deep Field) je inak ničím zvláštnym sa nevyznačujúca pomerne malá plôška oblohy, ktorá zodpovedá asi jednej desatine Mesiaca v splne. Nachádza sa v južnom súhvezdí Pece (Fornax). V roku 2004 získal Hubblov kozmický ďalekohľad počas 270 hodín veľmi „hlboké“ snímky tejto plôšky.


Analýza ukázala, že je na nej najmenej 10-tisíc galaxií, až do vzdialenosti približne 13 miliárd svetelných rokov. Ak si uvedomíme, aká malá časť známeho vesmíru to vlastne je, v človeku to budí užitočný pocit skromnosti.

Posunuté posolstvo z hlbín minulosti

Konkrétne ide o žiarenie vodíka vo výraznej spektrálnej čiare Lyman-alfa, ktorej zodpovedá pásmo vlnových dĺžok okolo 122 nanometrov. To už je ultrafialové svetlo, ktoré atmosféra Zeme pohlcuje, takže normálne by ňou neprešlo k systému VLT či inému ďalekohľadu.

Prejavuje sa tu ale posunutie k väčším vlnovým dĺžkam Dopplerovým javom, vyplývajúce z veľkej vzdialenosti predmetných galaxií či fázy skorého vesmíru. Svetlo k nám tak dorazí už s dostatočnou vlnovou dĺžkou, aby ho zachytili ďalekohľady na zemskom povrchu.

HUDF, jeden z najhlbších doterajších pohľadov ľudstva do vesmíru. Použitie detektora MUSE ho ešte prehĺbilo. fotogaléria / 2
HUDF, jeden z najhlbších doterajších pohľadov ľudstva do vesmíru. Použitie detektora MUSE ho ešte prehĺbilo. Zdroj: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI))

Iné oblohy

S postupom astronomických pozorovaní od bežného optického svetla k rádiovému a potom infračervenému, ultrafialovému, röntgenovému a gama žiareniu si vedci a po nich verejnosť zvykli, že obloha nevyzerá v týchto rozličných pásmach rovnako, ba neraz je veľmi odlišná.

Vedcov ale rozsah Lyman-alfa žiarenia v HUDF prekvapil. „Keď sme si uvedomili, že celá obloha žiari aj v noci, doslova nám to otvorilo oči,“ priznal člen 25-členného medzinárodného tímu Kasper Schmidt z Leibnitzovho astrofyzikálneho inštitútu v Postupime (Nemecko).

„Je to veľký objav! Keď sa zasa pozriete na bezmesačnú nočnú oblohu a uvidíte hviezdy, predstavte si neviditeľnú modrú žiaru vodíka, prvého stavebného kameňa vesmíru, ako ju celú osvetľuje,“ doplnil člen tímu Themiya Nanayakkara z Leidenskej univerzity (Holandsko).

Hlbší pohľad do hlbín vesmíru

HUDF zosobňuje skutočne veľmi hlboký pohľad do vesmíru. Detektor MUSE ho však ďalej prehĺbil. Umožnil prvý pohľad na slabú žiaru masívnych vodíkových obalov najskorších galaxií. MUSE je pripojený k hlavnej jednotke 4 VLT nazvanej Yepun. (VLT sa skladá zo štyroch veľkých ďalekohľadov s priemermi objektívov 8,2 metra a niekoľkých menších.)

MUSE je spektrograf, to znamená, že zaznamenáva rozloženie energie v svetle, ktoré dopadá na každý pixel plochy tohto detektora. Výsledkom je dôkladnejší pohľad na vesmírne procesy, než by umožnilo iba zobrazenie zorného poľa bežnou kamerou.

„V budúcnosti plánujeme ešte citlivejšie merania. Chceme sa dozvedieť podrobnosti, ako sú tieto obrovské rezervoáre atomárneho vodíka rozložené v kozmickom priestore,“ uzavrel vedúci tímu Lutz Wisotzki, takisto z Liebnitzovho astrofyzikálneho inštitútu.

Štúdiu uverejnil vedecký časopis Nature. Správu o nej vydalo aj Európske južné observatórium na Cerro Paranal v Čile, kde sa nachádza systém VLT.

Diskusia 7 Príspevkov