Jiri Grygar, Zen objevu 1992

8. Cizi galaxie a kvasary

Pristroje na umelych druzicich se loni podilely na prukopnickych pozorovanich sousednich galaxii - clenu Mistni soustavy galaxii. Pristroj EGRET na druzici Compton objevil fotony zareni gama s energiemi nad 100 MeV, prichazejici k nam od Velkeho Magellanova mracna - je to prvni dukaz, ze i cizi galaxie obsahuji zdroje zareni gama. Druzice ROSAT zobrazila v pasmu rentgenoveho zareni velkou galaxii M 31 v Andromede, kde se podarilo rozlisit celkem 86 diskretnich rentgenovych zdroju. Z nich se zdarilo ztotoznit 2 zdroje se zbytky supernov a 18 s kulovymi hvezdokupami; povaha ostatnich je neznama. Konecne na snimku galaxie M 32 v Andromede, porizenem Hubblovym kosmickym teleskopem, byly ziskany dukazy, ze v jejim jadre se nachazi rovnez supermasivni cerna dira.

Udaje o Mistni soustave galaxii shrnul S. van den Bergh. Jejim nejjasnejsim clenem je galaxie M31 s absolutni hvezdnou velikosti - 21,1 mag, nasledovana nasi Galaxii s - 20,6 mag a galaxii M 33 v Trojuhelniku - 18,9 mag. Nejmensi a nejpocetnejsi jsou trpaslici elipticke ci sferoidalni galaxie, z nichz nejslabsi dosahuji jen - 7,6 mag. Pojem Mistni soustavy zavedl v r. 1936 E. Hubble; dnes k ni pocitame vsechny galaxie do 1 Mpc od Slunce, tedy celkem 28 clenu.

Nejblizsi sousedni kupa galaxii v souhvezdi Panny je stale tercem pozornosti astronomu, kteri se snazi zlepsit kalibraci stupnice vzdalenosti ve vesmiru. Nedavno M. Pierce aj. vyuzili vynikajici rozlisovaci schopnosti dalekohledu CFHT ( O,43" ) k rozliseni nejjasnejsich hvezd v pozdni spiralni galaxii NGC 4571 a urcili odtud vzdalenost kupy (14,9+1,5) Mpc, coz ovsem vede k vysoke hodnote Hubblovy konstanty HO = 85 km s-1 Mpc-1. Pomoci Hubblova kosmickeho teleskopu se T. Lauerovi aj. zdarilo sledovat rozlozeni jasnosti v proslule obri galaxii M 87 az do uhlove vzdalenosti pouhych O,04" od centra a odtud odvodili, ze v jadre galaxie "sedi" supermasivni cerna dira s hmotnosti 2,6.109 MO. Z jadra, jak znamo, vychazeji dva protilehle radiove vytrysky, avsak jen jeden ( zapadni ) byl znam tez z optickeho oboru spektra. Nyni se vsak nezavisle M. Stiavellimu a W. Sparksovi podarilo nalezt opticky protejsek pro vychodni vytrysk. Vytrysk je malo zretelny, jelikoz je od nas odvracen a tedy zeslaben vlivem relativistickeho usmerneni svazku.

M. Punch aj. zkoumali aktivni obri eliptickou galaxii Markarjan 421 v pasmu vysokych energii zareni gama a zjistili, ze z jejiho jadra k nam prichazeji fotony s energii az 1 TeV. Galaxie je tedy aktivni v cele siri elektromagnetickeho spektra od radiovych vln az fotonum zareni gama. Y. Lin aj. ukazali, ze tento blazar s cervenym posuvem z = 0,031 zari podle mereni z druzice Compton v celem pasmu energii od 50 MeV do 1 TeV; je to poprve, co bylo u nejakeho blazaru nalezeno zareni gama.

S. Perlmutterovi aj. se zdarilo nalezt zatim nejvzdalenejsi supernovu v anonymni galaxii se z = 0,457. D. Turnshek aj. zase identifikovali dosud nejvzdalenejsi obycejnou galaxii 0000-2619G2 v souhvezdi Sochare, jez je od nas plnych 3,5 Gpc daleko. R. Grifithsovi se pomoci Hubblova kosmickeho teleskopu dari snimkovat galaxie v prumerne vzdalenosti kolem 3 Gpc. Svym vzhledem se napadne odlisuji od galaxii blizsich, coz se povazuje za primy dukaz jejich kosmologickeho mladi. G. Miley aj. posleze pomoci tehoz teleskopu snimkovali radiogalaxii 4C 41.47 s cervenym posuvem z = 3,8 pri linearnim rozliseni 440 pc. Ukazali, ze tretina optickeho zareni galaxie vychazi z centralni oblasti o polomeru 1,7 kpc, a ze pod hranici 1 kpc se vyskytuji masivni shluky hvezd s uhrnnou hmotnosti az 1010 MO. Difuzni zareni galaxie lze sledovat az do vzadlenosti 5,3 kpc od centra.

K nejpozoruhodnejsim galaxiim z prehlidky druzice IRAS pak patri supersvitiva soustava 10214+4724, ktera dle P. Solomona aj. obsahuje jen 10% hmoty v podobe jiz existujicich hvezd, zatimco vetsina hmota je dosud nezkondenzovany plyn. Samotny CO v teto obri galaxii ma hmotnost 4.1011 MO a infracervena svitivost galaxie dosahuje neuveritelne hodnoty 3.1014 LO . Jeji vzdalenost se odhaduje na 3,5 Gpc.

Diky druzici IRAS byla tak fakticky objevena nova skupina extragalaktickych objektu, ktere se vyznacuji vysokym zarivym vykonem v blizkem a strednim pasmu infracerveneho spektra, zatimco v optickem pasmu vydavaji jen kolem 10% infracerveneho vykonu. B. Soifer se domniva, ze jde fakticky o srazejici se galaxie, zahalene do oblaku prachu. Postupem doby se prach "vycisti" a pozorujeme klasicky kvasar. J. Barnes aj. uvadeji, ze prumerne vzdalenosti galaxii v kupe se pohybuji mezi desetinasobkem a stonasobkem jejich prumeru. Jestlize se prumerna galaxie posune nahodnymi pohyby v kupe o svuj prumer za stovky milionu let, pak jsou behem dosavadniho trvani vesmiru srazky nevyhnutelne. Prumerna rychlost srazek cini asi 1000 km/s, ale hvezdy v galaxiich tim nejsou primo dotceny, jelikoz pravdepodobnost jejich primych srazek je miziva. Pusobi vsak na ne kolektivni slapove sily, jez se projevuji tim vice, cim je srazka pomalejsi. Nejpomalejsi srazky vedou nejspise ke slevani galaxii, a tak je zcela pravdepodobne, ze timto postupem vznika i vetsina kvasaru. Behem srazky dochazi k rozpadu obrich molekulovych mracen a tim zvyseni rychlosti tvorby hvezd. Zatimco v nasi Galaxii vznikaji rocne 2 az 3 nove hvezdy, stoupa prekotna tvorba hvezd behem srazky galaxii o plne dva rady.

Jelikoz v ranem vesmiru byly vzdalenosti galaxii mensi nez dnes, byly i jejich srazky cetnejsi. Tim lze objasnit, proc v ranem vesmiru pripadal jeden kvasar na sto galaxii, kdezto dnes na asi jeden milion galaxii. Podle C. Hogana vydavaji vznikajici kvasary tolik kratkovlnneho zareni, ze ionizuji vodik a nici molekuly vodiku az do vzdalenosti 10 Mpc, coz znamena, ze ve svem okoli brani vzniku galaxii z intergalaktickych vodikovych mracen. Tak bizarne prispivaji kvasary ke vzniku nehomogenni velkorozmerove struktury vesmiru.

Vubec nejsvitivejsi kvasar HS 1945+7658 v souhvezdi Draka objevili H. Hage aj. Pri cervenem posuvu z = 3,02 dosahuje 15,8 mag, coz odpovida zarivemu vykonu 1,5.1015 LO. V oboru zareni gama pozorovali R. Hartman aj. pomoci aparatury EGRET na druzici Compton vyrazne zjasneni kvasaru 3C-279 v cervnu r. 1991. Tento kvasar proslul uz pred mnoha lety tim, ze v jeho radiovych slozek bylo pozorovano tzv. nadsvetelne rozpinani - fakticky ovsem jde o iluzi nadsvetelneho pohybu. Kvasar nebyl zjisten jako zdroj zareni gama predeslymi druzicemi, takze je zrejme, ze jeho vykon v tomto pasmu silne kolisa. Pri zminenem vzplanuti se stal vubec nejjasnejsim zdrojem zareni gama na obloze v pasmu energii 100 MeV - 10 GeV, cemuz odpovidal zarivy vykon 1,1.1041 W.

Druzice Compton nalezla jiz 17 kvasaru, ktere zari v pasmu gama nad 30 MeV. Vesmes jde o radiove hlucne blazary, u nichz patrne dochazi k usmernovani svazku zareni do privilegovanych smeru. Y. Lin aj. tak v lete 1991 nalezli zareni gama z prosluleho blazaru Mkn 421 v souhvezdi Velke medvedice, jenz je od nas vzdalen pouhych 120 Mpc. Podle M. Punche aj. lze blazar prokazat i ve sprskach tvrdeho zareni gama o energii kolem 1 TeV, ktere registruje pomoci Cerenkovova zareni Whipplova observator v Arizone. V tomto pasmu je zmineny blazar vubec nejjasnejsim zdrojem na cele obloze.

Nektere vzdalene kvasary se prozradi diky tomu, ze jejich opticke i radiove zareni je zesileno efektem gravitacni cocky. To umoznuje nahlizet do nejvzdalenejsich propasti vesmiru a soucasne studovat rozlozeni tzv. skryte hmoty v mezilehlych kupach galaxii, jimiz je zareni kvasaru deformovano. Dosud nejvzdalenejsi gravitacni cocku BRI 0952-01 objevili R.McMahon aj. v souhvezdi Sextantu. Cerveny posuv kvasaru cini z = 4,5 a cerveny posuv mezilehle galaxie je blizky jedne. Dve pozorovane slozky kvasaru jsou od sebe uhlove vzdaleny pouze 0,95" . Vubec nejtesnejsi gravitacni cocku objevili A. Patnaik aj. v podobe dvojiteho kvasaru B 0218+35.7 se slozkami pouze O,335" od sebe. Stejni autori nalezli take nejsvitivejsi gravitacne zobrazeny kvasar B 1422+231, jenz se sklada ze ctyr slozek uvnitr prumeru 1,3". Pri cervenem posuvu z = 3,62 totiz dosahuje 16,5 mag.

R. Pelloova aj. a A. Kassiola aj. zkoumali okoli kupy galaxii Abell 2390 s posuvem z = 0,231 a nalezli tam primy "oblouk" s posuvem z = 0,931. Jde zrejme o gravitacne deformovany obraz vzdalene spiralni galaxie a odtud je mozne odhadnout hmotnost mezilehle kupy A 2390 na 2.1014 MO ! To znaci, ze kupa obsahuje velke mnozstvi skryte hmoty. Tehoz principu vyuzili J. Tyson a R. Wenk k jakemusi mapovani rozlozeni skryte hmoty pomoci gravitacne deformovanych obrazu vzdalenych slabych modrych galaxii. V dosahu obrich teleskopu a v oblasti polu Galaxie se totiz nachazi na 300 tisic slabych modrych galaxii na plose jednoho ctverecniho stupne. Ze vzhledu jejich deformovanych obrazu v okoli mezilehlych kup galaxii lze odhadnout, ze chuchvalce skryte hmoty dosahuji rozmeru 100 kpc, a ze koncentrace skryte hmoty k jadru kup je vyssi nez pro beznou svitici hmotu. Autori odhaduji, ze takto odhalena skryta hmota predstavuje vice nez petinu tzv. kriticke hmoty vesmiru ( pri kriticke hmote prechazeji otevrene kosmologicke modely vesmiru v modely uzavrene ).


Jdi na obsah, dalsi pokracovani.