Modře vlákna kosmické pavučiny protokupy SSA22, na snímku zařízení MUSE. Kredit: Hideki Umehata.

Vesmír je nezměrný. Vyplňují ho pusté prázdnoty, mezi nimiž se vinou filamenty, vlákna kosmické pavučiny, posetá blyštivými galaxiemi. Jsou to největší dobře pozorovatelné struktury ve vesmíru, tvořené kosmickým plynem, které se táhnou do vzdálenosti až pár set milionů světelných let.

Oblast protokupy SSA22, jak ji vidí optický teleskop Subaru. Na snímku jsou patrné i galaxie, které do protokupy nepatří. Kredit: Hideki Umehata

Mezinárodní tým odborníků, který vedl Hideki Umehata z japonského RIKEN Cluster for Pioneering Research a University of Tokyo využil sofistikovaného zařízení MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) na soustavě teleskopů ESO VLT (Very Large Telescope) v Chile, a také zařízení Suprime-Cam na teleskopu Subaru havajské W. M. Keck Observatory na Mauna Kea, aby s jejich pomocí pořídil detailní pozorování filamentů vesmírné pavučiny, které spojují galaxie ve velké a velmi vzdálené protokupě galaxií z raného vesmíru.

Díky úspěšným přímým pozorováním a následným zmapováním kosmických filamentů badatelé zjistili, že filamenty v protokupě galaxií odpovídají předpovědím modelu tvorby galaxií, který vychází z chladné temné hmoty. Jsou rozsáhlé a poskytují „palivo“ pro tvorbu nových hvězd v galaxiích a pro růst jejich supermasivních černých děr.

Umehata a spol. pozorovali vlákna kosmické pavučiny v masivní protokupě galaxií, označované jako SSA22. Nachází se v souhvězdí Vodnáře, ve vzdálenosti asi 12 miliard světelných let. Pozorování SSA22 potvrzují, že kosmické filamenty živí intenzivní vznikání a růst kup galaxií v místech, kde se tato kosmická vlákna navzájem kříží a vytvářejí tak oblasti s hustší koncentrací hmoty.

Zařízení MUSE na soustavě VLT je něco mezi hlavou Medúzy a kořistí z porouchané mimozemské lodi. Kredit: A. Tudorica/ESO.

Badatelé rovněž zjistili, že se právě v těchto místech nacházejí aktivní galaktická jádra a galaxie, které hýří bujarou tvorbou hvězd. K určení jejich přesných pozic posloužila pozorování Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a zařízení W. M. Keck Observatory.

Kosmická pavučina v masivní kupě galaxií na simulaci C-EAGLE. Kredit: Joshua Borrow using C-EAGLE.

Pozorování kosmické pavučiny protokupy SSA22 jsou založená na detekci záření vodíku na spektrální čáře Lyman-alfa. Jde o ultrafialové záření, které je obvykle absorbováno pozemskou atmosférou. Pokud ale záření Lyman-alfa přilétá z velmi vzdáleného vesmíru, což je právě tento případ, tak dochází ke značnému rudému posuvu a výsledné záření se spektrální čárou Lyman-alfa projede atmosférou, takže jej mohou zachytit i pozemní observatoře. Pozorování záření Lyman-alfa bylo hodně intenzivní, pravděpodobně díky horečnaté aktivitě rostoucích supermasivních černých děr a galaxií.

Podle Umehaty to velmi silně naznačuje, že podél vláken kosmických filamentů proudí plyn pohánění gravitací, a že tento plyn pohání překotnou tvorbu hvězd v galaxiích a také růst nenasytných supermasivních černých děr. Tímto způsobem postupně vzniká struktura vesmíru, jak ho dnes známe.

Literatura
RIKEN 4. 10. 2019, Science 366: 97-100.