Nejnovější mapa vesmíru, kterou sestavil mezinárodní tým pod vedením vědců z UC Santa Barbara a Rochester Institute of Technology, představuje dosud největší a nejpodrobnější pohled. Projekt COSMOS-Web využil data z vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST), který strávil sběrem dat pro tuto mapu 255 hodin. Výsledkem je katalog téměř 800 000 galaxií, které pokrývají téměř celou historii vesmíru – od současnosti až 13,5 miliardy let do minulosti, tedy „pouhých“ 300 milionů let po Velkém třesku.
Zásadní inovací je nejen samotný rozsah mapy – kdybychom ji vytiskli ve stejném měřítku jako slavné Hubbleovo ultrahluboké pole, jednalo by se o čtverec s rozměry 4 × 4 metry – ale především hloubka pohledu. JWST díky svému zrcadlu o průměru 6,5 metru a citlivosti na infračervené záření dokáže zachytit i ty nejslabší signály z dávné minulosti, které byly pro Hubbleův dalekohled neviditelné. Schopnost snímat infračervené světlo je stěžejní, protože vesmír se rozpíná a světlo z nejvzdálenějších objektů se „natahuje“ do červených vlnových délek.
Desetkrát více galaxií, než se čekalo
Vědci očekávali, že galaxie z prvních 500 milionů let po Velkém třesku budou extrémně vzácné. O to větší bylo jejich překvapení, když jich JWST objevil zhruba desetkrát více, než předpovídaly modely založené na datech z Hubbleova teleskopu. Navíc se objevily i supermasivní černé díry, které Hubble vůbec neviděl. Tyto objevy zpochybňují naše dosavadní představy o rychlosti vzniku prvních hvězd a galaxií – podle současných teorií by na to jednoduše nebyl dostatek času.
Katalog je volně dostupný veřejnosti včetně interaktivního prohlížeče
Tato zjištění otřásají našimi aktuálními představami o vývoji kosmu. Jak trefně poznamenala spoluvedoucí projektu Caitlin Casey: „Od spuštění teleskopu si klademe otázku: ‚Neporušují tyto soubory dat z JWST kosmologický model?‘“. Vesmír totiž podle všeho produkoval příliš mnoho světla příliš brzy. Vznik miliardy hvězd o hmotnosti Slunce za pouhých 400 milionů let, to je proces, který zatím neumíme spolehlivě vysvětlit.
Samotný katalog COSMOS-Web, mapující oblast odpovídající velikosti „tří měsíčních úplňků“ (0,54 čtverečního stupně), je nyní volně dostupný veřejnosti včetně interaktivního prohlížeče, kde si může každý, od studentů po amatérské astronomy, prohlížet jednotlivé galaxie, jejich vlastnosti a hledat zajímavé objekty.
Výzkum tím zdaleka nekonči
Tým strávil dva roky převodem surových dat z více než 10 000 snímků do podoby, která je srozumitelná i bez superpočítače a specializovaného softwaru. Cílem byla „demokratizace vědy“, aby se do bádání mohli zapojit vědci, studenti i amatérští nadšenci z celého světa, kteří mohou přinést nové pohledy.
Mapa obsahuje téměř 800 000 galaxií a pokrývá období 13 miliard let
Projekt COSMOS-Web nesleduje jen samotné galaxie, ale i jejich prostředí – husté oblasti a prázdné prostory mezi velkými strukturami ve vesmíru, kde se soustavy hvězd rodí a vyvíjejí. Právě zde se odehrává kosmická evoluce, která je úzce propojena s temnou hmotou a dalšími záhadami moderní fyziky. Nově získaná data tak mohou pomoci nejen s mapováním galaxií, ale i s pochopením základních procesů, které formovaly vesmír v jeho nejranějších fázích.
Výzkum tímto nekončí – tým plánuje další pozorování a chce k přesnému určení vzdáleností a chemického složení těch nejvzdálenějších galaxií využít spektroskopii, tedy rozklad světla na jednotlivé barvy. To umožní potvrdit jejich stáří i sledovat, jaké prvky byly v raném vesmíru přítomny a jak se měnila „kosmická chemie“.