V minulém dílu našeho seriálu jsme se věnovali programu Apollo. Už je ale čas se podívat jinam, totiž na nejdůležitější fyzikální objevy, za nimiž stály kosmické observatoře.

Malé červené tečky, které Webbův dalekohled pozoruje pár set milionů let po Velkém třesku, by podle nových simulací mohly být čerstvé černé díry přímého kolapsu, které se zrodily přímým zhroucením mračen chladného vodíku. Pokud to sedí, byl by to velký průlom v chápání vývoje raného vesmíru.

Rentgenový teleskop Chandra je jedním z nejdůležitějších kosmických dalekohledů minulosti i současností. Na svém kontě má celou řadu důležitých fyzikálních a astronomických objevů i množství velmi povedených fotografií.

Evropský teleskop Euclid, součást střední třídy průzkumných misí Evropské kosmické agentury odstartoval do kosmického prostoru v roce 2023. Jeho hlavním úkolem je prozkoumat dominantní, avšak dosud velmi tajemné temné složky našeho vesmíru, tedy temnou hmotu a temnou energii a dále zpřesnit některé klíčové kosmologické parametry. Těšit se můžeme na celou řadu velmi zajímavých dat, z nichž většinu teleskop teprve napozoruje a následně postupně odešle na Zemi. Vědecká fáze mise už ale začala - zde některé z vědeckých snímků Euclidu.

Uprostřed Mléčné dráhy něco je. Něco nesmírně hmotného a neviditelného. Neviděný objekt Sgr A*ale nemusí být nutně supermasivní černá díra. Podle mezinárodního týmu fyziků by se mohlo jednat o koncentrovanou masu temné hmoty, pokud temnou hmotu tvoří fermiony. Prozatím to nelze spolehlivě rozlišit, bude to chtít další pozorování.

V roce 2023 přilétlo do podmořského experimentu KM3NeT neutrino s energií 100 PeV, která byla považovaná ze nemožnou. Žádný známý zdroj ve vesmíru by tohle nedokázal. Tým fyziků Umass Amherst navrhuje, že by takto šílené neutrino mohla generovat kvazi-extremální primordiální černá díra. Mají-li pravdu, otřese se celá fyzika.

Kosmologie, dříve vysmívaná věda, dnes zažívá bouřlivý rozvoj a má k dispozici již poměrně dlouhou řadu způsobů, kterými můžeme zkoumat náš vesmír, jeho vznik a vývoj. Drtivá většina těchto metod nějakým způsobem souvisí s vlnami. Elektromagnetické vlny nám přináší možnost zkoumat reliktní záření, fotony zbylé po fázi raného horkého vesmíru, ale také díky nim vidíme proměnné hvězdy cefeidy a supernovy, které dovolují určovat vzdálenosti v kosmu.

Naše milá Mléčná dráha, stejně jako galaxie kolem nás, vězí v ohromující ploše temné hmoty, která se rozprostírá do vzdálenosti desítek milionů světelných let a je z obou stran obklopená ohromnými prázdnotami. Takové uspořádání vesmíru podle simulací pěkně odpovídá pozorovanému rozmístění a pohybu galaxií. Terry Pratchett měl pravdu, jen v poněkud větším měřítku.

Už více než 68 let nás dělí od vypuštění první družice světa, sovětského Sputniku. Za tu dobu jsme měli v kosmickém prostoru mnoho observatoří věnovaných pozorování a výzkumu Slunce. Jen málokterá si ale tak získala srdce zájemců o kosmonautiku či fyziku, jako je evropsko-americká mise SOHO. Tato výjimečná sonda přinesla mnoho důležitých poznatků o naší hvězdě, ale objevila též značné množství komet a pověděla nám mnoho o kosmickém počasí. Její mise je o to působivější, že původně plánovanou životnost už překročila více než desetkrát. Co SOHO objevila? A čím je pro vědu tak přínosná?

V nitru masivní rádiové galaxie J1007+3540 hltá hmotu supermasivní černá díra, která odpaluje výtrysky do vzdálenosti téměř 1 milionu světelných let. Jak je ale vidět, nefunguje na plný výkon nonstop. Je to krásný příklad epizodického aktivního galaktického jádra, které se v tomto případě zapnulo po 100 milionů let dlouhé přestávce.

Ve standardním kosmologickém modelu jsou neutrina a temná hmota (ať už je to cokoliv), vůči sobě zcela netečné. Mezinárodní tým fyziků se domnívá, že by to nemuselo platit. Pokud mají pravdu a neutrina interagují s temnou hmotou, mohlo by to vysvětlit svízelné napětí sigma-8, které kazí spánek kosmologům.

Soustava radioteleskopů ALMA objevila rekordně vzdálený a rekordně horký plyn kupy galaxií SPT2349-56 z vesmíru asi 1,4 miliardy let po Velkém třesku, který se vysmívá současným modelům vzniku a vývoje galaktických kup. Je to podpásovka a zároveň šance na nové a vzrušující objevy.

Z Kosmické sovy prchá supermasivní černá díra, kterou odpálila gravitační tahanice. RHB-1 je první případ, kdy jsme něco takového potvrdili. Táhne se za ní ohon plný plynu a hvězd, který je dlouhý asi 200 tisíc světelných let. Po dalších extrémních uprchlících bude pátrat Euclid nebo třeba teleskop Romanové.

Webbův dalekohled odhalil extrémní množství dusíku v galaxii GS 3073, kterou pozorujeme ve velmi mladém vesmíru. Nejlepším vysvětlením prý je, že tam dusík vyrobily supermasivní hvězdy o hmotnosti tisíců a desetitisíců Sluncí, které žijí jen statisíce let. Takové superhvězdy by mohly být zárodkem prvních supermasivních černých děr.

Ve vzdálenosti asi 140 milionů světelných let od nás se nachází vlákno kosmické pavučiny, dlouhé asi 50 milionů světelných let. Astronomové pozorováním galaxií v tomto vláknu zjistili, že toto vlákno rotuje, asi rychlostí 110 kilometrů za sekundu. Je to jedna z největších struktur ve vesmíru, kterou jsme přistihli při rotaci.

Simulace galaxií na úrovni jednotlivých hvězd bývají nesmírně výpočetně náročné. Japonský tým vymyslel nový postup, kdy ke klasickým (super)počítačovým simulacím připojil umělou inteligenci, vycvičenou na simulacích exploze supernovy ve vysokém rozlišení. Nová simulace pojme stokrát více hvězd a je stokrát rychlejší než dosavadní nejlepší simulace galaxií na úrovni hvězd.

Analýzy rozložení rádiových galaxií ve vesmíru odhalily problémy v kosmologickém modelu. V souvislosti s tím se buď Sluneční soustava pohybuje více než třikrát rychleji oproti dřívějším odhadům anebo je rozložení rádiových galaxií méně uniformní, než jak předpovídá standardní kosmologický model.

K málo hmotným hvězdám, přezdívaným červení trpaslíci, se zde vracíme opakovaně. Ve vesmíru je jich totiž spousta, a navíc se u nich snadno hledají planety. Podmínky na těchto světech se určitě moc nepodobají Zemi, to ale neznamená, že to tam nemůže být po čertech zajímavé!

Vědci intenzivně zkoumají kosmologickou inflaci v prvních chvílích po Velkém třesku, a pak také primordiální nukleosyntézu, která začala asi 10 sekund po Velkém třesku. To, co se odehrálo mezi tím, zůstává do značné míry nejasné. Podle nové studie tehdy docházelo ke hroucení hal hmoty do kanibalských a bosonových hvězd, a také do primordiálních černých děr.

Fyzici zmapovali sdílený prostor mezi dvěma entanglovanými černými dírami a dospěli k tomu, že se tam namísto předpokládané hladké červí díry nachází Einstein-Rosenova housenka, dlouhá a chaoticky uspořádaná struktura. Když se přibližuje obecná relativita s kvantovou mechanikou, vylézají podivnosti.

Jihokorejský výzkumný tým položil na popravčí špalek standardní svíčky v podobě supernov typu Ia. Ne, že by neexistovaly, ale zřejmě trpí systematickou chybou. Z nějakého důvodu jsou tyto supernovy v populacích mladších hvězd, vzhledem k vývoji vesmíru, méně jasné. Potvrdí-li se to, dejte sbohem standardnímu kosmologickému modelu a zrychlování rozpínání vesmíru.

Specialista na záblesky či výtrysky na obloze Zwicky Transient Facility (ZTF) v roce 2018 detekoval neobvyklou událost související s aktivním galaktickým jádrem J2245+3743, vzdáleným asi 10 miliard světelných let. Zřejmě šlo o nejvíce vzdálené a nejvíce jasné sežrání hvězdy, s jakým jsme se setkali. Tentokrát podlehla masivní hvězda s hmotou 30 Sluncí.

Japonský tým se inspiroval dávno zapomenutou teorií lorda Kelvina z roku 1867. Naštěstí nikoliv éterem, který už dávno sestřelila speciální relativita, ale zauzlovaností na nejnižší úrovni reality, aby s její pomocí vysvětlili, proč ve vesmíru převažuje hmota nad antihmotou, a my o tom můžeme číst.

Už dlouho se mluví o tom, že gama záření, kterého je v centru Mléčné dráhy příliš, by mohlo být známkou přítomnosti temné hmoty. V takovém případě by tam byly částice temné hmoty, které se anihilují mezi sebou navzájem. Nové simulace mění odhady rozložení temné hmoty v Mléčné dráze, a to tak, že jsou příznivější pro temnou hmotu.

Vesmír se rozpíná a jeho rozpínání se zrychluje, pokud víme, což rozpaluje astrofyziky na vysokou teplotu. Není totiž jasné, proč by to tak mělo být. Buď nám s tím pomůže temná energie, stále velmi záhadná, anebo si najdeme nějaké jiné řešení. Christian Pfeifer ze ZARM s kolegy navrhují Finslerův tuning obecné relativity, založený na zobecněné geometrii časoprostoru.

Kolik máme u nás v Galaxii mimozemských civilizací? Britští vědci zjistili, že 36. Ale není jich náhodou 42? To už necháme k posouzení našich milých čtenářů. Drakeovu rovnici, která nás má dovést k počtu planet osídlených nepozemskou inteligencí, si může vyplnit každý podle svého. Nicméně už když ji radioastronom Frank Drake v roce 1961 poprvé napsal na tabuli, rozhodně si nemyslel, že by kdy mohla být jednoznačně vyřešena. Jeho záměr byl úplně jiný: rozproudit diskusi. Dnes, o 64 let později, již můžeme s určitostí prohlásit, že v tomto směru uspěl na celé čáře.

Radioastronomové vytvořili virtuální soustavu radioteleskopů a s její pomocí si sáhli blízko hranic současných možností. V jejich síti uvízl gravitačně čočkovaný temný objekt s hmotou asi 1 milion Sluncí, vzdálený asi 10 miliard světelných let. Ironicky je doposud nejlehčí, jaký jsme tímto způsobem v takové dálce našli. Teď ještě zjistit, co to vlastně je.

Podivné rádiové kroužky (ORC, Odd radio circle) patří mezi zvláštní rádiové přízraky zneklidňujících tvarů, které poslední dobou objevujeme v okolním vesmíru. Podle nové studie by to mohly být rázové vlny po monstrózní aktivitě supermasivních černých děr galaxií, které se nacházejí uprostřed rádiových kroužků.

Na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) byly minulý týden úspěšně dopraveny dva detektory HardPix vyvinuté Ústavem technické a experimentální fyziky ČVUT (ÚTEF). Ty budou v rámci mise Hēki (v maorštině „vejce“) novozélandského výzkumného ústavu Paihau-Robinson při wellingtonské Victoria University měřit funkčnost supravodivých magnetů v otevřeném vesmíru.

Podle fyzikálního mainstreamu se černé díry vypařují Hawkingovým zářením a nakonec explodují. Takové exploze jsou tradičně považované za nesmírně vzácné. Mělo by k nim docházet jednou za minimálně 100 tisíc let. Podle nového výzkumu by tyhle exploze mohly být deset tisíckrát častější. Má to ale háček – měly by existovat temné elektrony.

Malé červené tečky boří naše hýčkané představy o raném vesmíru. V červené tečce QSO1 našli supermasivní černou díru, co není ani trochu malá. Váží jako 50 milionů Sluncí, a přitom ji obklopuje galaxie, která vůbec nestojí za řeč. Vysvětlí tohle astrofyzikální rouhání primordiální černé díry?

Soustava radioteleskopů ALMA náhodou narazila v blízké aktivní galaxii NGC 4945 na zcela záhadný objekt, který vědci pokřtili jako Punctum. Zatím víme, že nemá žádný optický nebo rentgenový protějšek, je velmi kompaktní a nejspíš má vysoce strukturované magnetické pole. Uvidíme, co na to Webb.

Pozoruhodná hypotéza Cosmologically coupled black holes (CCBH), která počítá s tím, že černé díry konvertují hmotu zhroucených hvězd na temnou energii, usmiřuje výsledky experimentu DESI, podle nichž ve vesmíru klesá množství baryonové hmoty s neutriny, která mohou tím pádem mít kladnou hmotnost.

Divácky atraktivní soustava gravitační čočky Podkova (Cosmic Horseshoe) zahrnuje gigantickou galaxii LRG 3-757, ve které teď vědci vystopovali ultramasivní černou díru o hmotnosti 36 miliard Sluncí. Je v TOP 10 nejtěžších známých černých děr vesmíru a zřejmě je dokonce vůbec největší.

Curiosity brázdí kráter Gale na Marsu od roku 2012. Mimo jiné tam nachází horniny, které zřejmě vznikly působením dávné vody. Patří mezi ně i „korály,“ které tam Curiosity občas nachází, ale s pozemskými bezobratlými zaručeně nemají nic společného. Průzkum rudé planety pokračuje.

Initiative for Interstellar Studies (i4is) uspořádali extravagantní soutěž o nejlepší design multigenerační mezihvězdné kosmické lodi Project Hyperion Design Competition. Vítězem se stal projekt Chrysalis italského týmu, s 54 kilometrů dlouhou lodí ve tvaru válce pro 1 500 lidí, která by s podporou umělé inteligence dovezla výpravu k exoplanetě Proxima Centauri b.

Webbův dalekohled potvrdil supermasivní černou díru Malé červené tečky CAPERS-LRD-z9 jako oficiálně nejvzdálenější svého druhu. Pozorujeme ji ve vesmíru, kterému bylo pouhých 500 milionů let. Tohle monstrum o velikosti 300 milionů Sluncí muselo vyrůst doopravdy rychle.

Pokud najdeme černou díru do vzdálenosti 20 až 25 světelných let, mohli bychom k ní vyslat miniaturní mezihvězdnou loď, urychlenou na třetinu rychlosti světla gigantickým pozemním laserem. Za sto let bychom mohli získat data z blízkosti černé díry a s nimi pak třeba zbořit fyziku. Směle ke hvězdám!

Webb hleděl do mladičkého vesmíru a našel tam spoustu Malých červených teček, které se zřejmě vymykají tomu, co zatím o vesmíru víme. Podle extravagantní hypotézy Deveshe Nandala a Avi Loeba jde o supermasivní hvězdy z nejstarší populace vesmíru, které by měly mít nulovou metalicitu a hmotnost milionů Sluncí.

Nový radikální model prvních okamžiků po Velkém třesku nepotřebuje k vysvětlení nafouknutí vesmíru kosmologickou inflací žádné inflační pole nebo částice. Podle nich za to mohly fluktuace kvantového vakua, které generovaly gravitační vlny. Model nabízí jasné předpovědi ověřitelné budoucími přístroji, tak se nechme překvapit.

Pokud se Mléčná dráha nachází poblíž centra vesmírné prázdnoty o poloměru asi 1 miliardy světelných let, vyřešilo by to trable s Hubbleovou konstantou. Jak to ale zjistit? Analýza baryonových akustických oscilací, otisků zvukových vln z doby těsně po Velkém třesku ukazuje, že na hypotéze prázdnoty něco je.

Podle dnešního mainstreamu se vesmír rozpíná a bude se rozpínat až kam mysl dohlédne. V poslední době se ale množí pozorování, podle kterých by temná energie mohla být dynamická a rozpínání vesmíru by mohlo mít svůj bod obratu, a to překvapivě brzy. Skončí náš vesmír tam, kde začal?

Pokud tvoří temnou hmotu WIMPy a pokud je do sebe nasávají hnědí trpaslíci, mohli bychom v místech s vysokou koncentrací temné hmoty, třeba ve středu Galaxie, přistihnout takto vzniklé temné trpaslíky. Měli by se prozradit přítomností lihia-7. Schválně, jestli Webbův dalekohled najde něco takového.

Robotický systém ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System), který detekuje malé vesmírné objekty, objevil už třetího známého mezihvězdného návštěvníka. 3I/ATLAS, zřejmě kometa, se řítí rychlostí asi 58 km/s po dráze s nejvyšší excentricitou, s jakou jsme se doposud setkali.

Pro efektivní a bezpečné využívání jaderných reaktorů ve vesmíru je nezbytné pochopit, jak dlouhodobě odolávají drsným podmínkám vesmírného prostoru. Pro ověření vlivu dlouhého pobytu reaktoru v tomto prostředí se dá využít studium vysloužilých reaktorů na oběžné dráze okolo Země. Na takový výzkum je zaměřen projekt CubeSatu REXIS s výraznou českou stopou.

Rychlé rádiové záblesky (FRB) jsou sice stále velmi záhadné, ale současně také mohou pěkně posloužit jako sondy do velmi vzdáleného vesmíru. Analýza 60 FRB přinesla potvrzení podstaty chybějící běžné hmoty vesmíru nebo přinejmenším její podstatné části. Je to mezigalaktické médium, nesmírně řídký plyn, který vyplňuje vlákna kosmické pavučiny.

Experiment ANITA je soustava přístrojů, které se přízračně vznášejí s balony vysoko nad Antarktidou. Měl by detekovat rádiové vlny generované částicemi kosmického záření, ale naladil podivné, anomální vlny, které jako by procházejí planetou, ale přitom to nejsou neutrina. Nefalšovaná (skoro) letní záhada!

Hluboko v souhvězdí Velryby se tyčí Kosmický Himálaj, seskupení celkem 11 kvasarů v prostoru, kde by podle obvyklého výskytu těchto monstrózních vesmírných objektů měl být jen jediný. Podle vědců je to záhada a taky příležitost. Kosmický Himálaj je vlastně unikátní laboratoř pro výzkum galaxií, kvasarů a intergalaktického média.

Exploze ENTů (extreme nuclear transient), které září mnoho dní, jsou mnohem energetičtější a mnohem, mnohem vzácnější než běžné supernovy. Když mohutná supermasivní černá díra postupně pohltí mohutnou hvězdu, nejméně třikrát hmotnější než Slunce, tak to vážně stojí za to.

Nová pozorování naznačují, že nejen Hubblova konstanta, ale také kosmologická konstanta, nejsou ve skutečnosti konstantami. Zejména nedávné analýzy dat ze spektrometru DESI silně naznačují, že se kosmologická konstanta Λ v průběhu rozpínání našeho vesmíru mění. Je proto velmi pravděpodobné, že brzy dojde k revizi stávajícího jednoduchého kosmologického ΛCDM modelu.