Nejhustší galaxie

Galaxie jsou vesmírné ostrovy tvořené zářícími hvězdami společně s mezihvězdným plynem a prachem. Obsahují také množství chladnoucích pozůstatků někdejších hvězd, které již spotřebovaly veškeré své jaderné palivo, a hypotetickou temnou hmotu, jejíž existence a složení jsou stále předmětem vzrušené debaty. Galaxie mají rozličné tvary a hmotnosti, od trpasličích systémů s několika tisícovkami hvězd až po gigantické soustavy s mnoha triliony sluncí. Určující silou, jež váže jednotlivé komponenty dohromady, je gravitační přitažlivost. Ta stojí i za vznikem superhmotných černých děr nacházejících se v jádrech většiny galaxií. V průběhu posledních čtyř desetiletí jsme se stali svědky pozoruhodného posunu v pohledu na existenci nezářící hmoty ve vesmíru, a to především díky přesné astrometrii pohybů hvězd, měření jejich koncentrace a záření, které vypovídají o přítomnosti temných kompaktních těles a temné rozptýlené hmoty na různých škálách.

Podle těchto měření jsou v centru prakticky všech galaxií přítomny superhmotné černé díry. Tvrzení o všudypřítomnosti kosmických černých děr je pochopitelně dost překvapivé a snad i těžko uvěřitelné. Jde o jednu z nejpodivuhodnějších předpovědí Einsteinovy teorie v režimu velmi silné gravitace. Asi bychom však takovým závěrem neměli být příliš překvapeni, protože je to přímý důsledek výlučně přitažlivého charakteru gravitační síly a jejího dalekého dosahu. Nepochybně překvapivý je však objev početné nové třídy hvězdných soustav obsahujících tyto zvláštní objekty. Ultrakompaktní trpasličí galaxie jsou tvořeny velmi starými hvězdami (typicky 8 až 12 miliard roků, tedy jen o málo mladšími než kosmos) a zároveň představují nejhustší hvězdné systémy, jaké se astronomům dosud podařilo nalézt.

Ultrakompaktní trpasličí galaxie tvoří třídu neobvykle malých a hustých galaxií. Zřejmě jsou ve vesmíru poměrně hojně zastoupeny. Svou morfologií připomínají kulové hvězdokupy – přísně sférické soustavy převážně starých hvězd vyskytující se v početném zastoupení v halu naší vlastní Galaxie – a zatím není známo, zda vznikaly podobným způsobem, nebo zda jde o zcela odlišné kosmické útvary. Astronomové označují tyto nově nalezené galaxie zkratkou UCD (z anglického Ultra-Compact Dwarf), jež do astronomického slovníku přibyla teprve na začátku 21. století – je to nová a do značné míry dosud nepoznaná kategorie!

UCD jsou nejhustší galaxie, jaké známe. Objeveny byly jako vedlejší produkt spektroskopické přehlídky klastru galaxií Fornax ve stejnojmenném souhvězdí (Pec je název jednoho z 88 souhvězdí moderní astronomie, leží na jižní obloze). Dosahují rozměru jen několika desítek světelných roků, jsou tedy tisíckrát menší než naše Mléčná dráha. Velikostí odpovídají ultrakompaktní trpasličí galaxie spíše centrálním hvězdokupám, které se nalézají ve středu četných velkých galaxií včetně naší vlastní Galaxie. Jaderné hvězdokupy jsou však vnořeny do mohutného galaktického disku, zatímco UCD se jeví jako samostatné útvary. To mimo jiné znamená, že pokud bychom měli možnost přenést se do takové hvězdné soustavy a podívat se v ní na noční oblohu, spatřili bychom na nebi okem tisíckrát víc hvězd, než kolik jich vidíme při pohledu na noční oblohu ze Země.

Scénář vzniku ultrakompaktních trpasličích galaxií je dosud nejasný a astronomové spekulují o několika možnostech. Jako nejpravděpodobnější se jeví dva vývojové kanály. Prvním z nich je interakce dvou galaxií při jejich blízkém přiblížení a následná slapová destrukce jedné z nich, té méně soudržné, po níž zůstane pouze centrální oblast s hustou hvězdokupou – UCD. Druhou možností je to, že jde o určitý druh velkých kulových hvězdokup, možná snad produkt spojení několika hvězdokup, které se ve vesmíru potkaly a navzájem splynuly.