Observatoř Euclid objevila jedny z nejstarších kvazarů ve vesmíru. Mohou odhalit, jak vznikaly první superhmotné černé díry

Pochopit, jak vznikaly první galaxie a superhmotné černé díry v raném vesmíru, patří k největším výzvám současné astronomie. Nový objev evropské vesmírné observatoře Euclid nyní přináší v tomto směru mimořádně cenné poznatky.

Astronomům se podařilo identifikovat 31 velmi prastarých kvazarů, z nichž některé existovaly už v době, kdy byl vesmír starý jen 670 milionů let. Jde o jedny z nejstarších známých kvazarů vůbec a zároveň o unikátní sondu do období, kdy se teprve rodily první velké kosmické struktury.

Kvazary jako majáky raného vesmíru

V centrech většiny galaxií se nacházejí superhmotné černé díry. Pokud do nich intenzivně padá okolní hmota, jejich aktivní galaktické jádro se projeví jako kvazar. Tyto objekty patří k nejzářivějším útvarům ve vesmíru a jejich světlo lze pozorovat i z obrovských kosmických vzdáleností.
Právě nejstarší kvazary jsou pro astronomy mimořádně důležité, protože představují jedinečné svědectví o chaotickém období krátce po vzniku vesmíru. Zároveň však patří mezi nejvzácnější známé objekty.

Kvůli své extrémní vzdálenosti mohou být snadno zaměněny za běžnější kosmické zdroje a jejich záření přichází převážně v části spektra, kterou pozemské dalekohledy zachycují jen obtížně.

Euclid otevírá nové okno do minulosti

Právě zde se naplno projevuje výhoda evropského vesmírného teleskopu Euclid. Observatoř pracuje z prostoru přibližně 1,5 milionu kilometrů od Země, kde ji neruší zemská atmosféra. Je vybavena kamerami citlivými jak na viditelné světlo, tak na blízkou infračervenou oblast spektra, díky čemuž dokáže zachytit i velmi vzdálené objekty z raného vesmíru.

V únoru 2024 zahájila mise šestiletý program Euclid Wide Survey, jehož cílem je zmapovat přibližně třetinu celé oblohy mimo naši Galaxii. Přestože projekt zatím běží teprve dva roky, přinesl už první mimořádně cenné výsledky.

Třicet jedna prastarých kvazarů

Analýza prvních dat vedla k objevu 31 dosud neznámých prastarých kvazarů jejichž stáří se pohybuje okolo 13 miliard let. Dvanáct z nich pochází z období, kdy byl vesmír mladší než 770 milionů let. Další dva existovaly už ve stáří pouhých 670 milionů let, což z nich činí téměř stejně staré objekty, jako jsou nejstarší známé galaxie.

Takto rané kvazary umožňují astronomům studovat vývoj superhmotných černých děr v době, kdy vesmír teprve začínal vytvářet první galaxie. Dosud astronomové nacházeli především výjimečně jasné a neobvyklé kvazary. Nová pozorování ale poprvé umožňují studovat i běžnější populaci těchto objektů, která může mnohem lépe odrážet skutečný průběh vývoje prvních černých děr i jejich vliv na okolní galaxie.

Jedna z největších záhad kosmologie

Objev zároveň znovu upozorňuje na dlouhodobou záhadu moderní astronomie. Superhmotné černé díry nalezené v nejstarším vesmíru dosahují hmotností stovek milionů Sluncí, přestože od vzniku vesmíru uplynulo jen několik stovek milionů let. Současné teorie přitom jen obtížně vysvětlují, jak mohly tak rychle narůst do tak extrémních rozměrů.

Právě nejstarší kvazary představují jednu z nejlepších stop k vyřešení této otázky. Umožňují sledovat období, kdy se první superhmotné černé díry teprve formovaly a začaly ovlivňovat vznik okolních galaxií.

Příslib budoucích objevů

Objevy teleskopu Euclid navíc podle astronomů představují teprve začátek. Ve vesmíru se totiž mohou skrývat ještě starší a slabší kvazary, které jsou pro něj příliš málo jasné. Ty by mohly zachytit například Hubbleův vesmírný dalekohled nebo dalekohled Jamese Webba, jejichž přístroje jsou citlivé i na ještě slabší záření.

Každý nový pohled hlouběji do minulosti tak přináší nejen nové objevy, ale také další otázky. Astronomové doufají, že právě kombinace dat z Euclidu a dalších kosmických observatoří jim v příštích letech pomůže objasnit, jak se v prvních stovkách milionů let po velkém třesku zrodily první superhmotné černé díry a jak zásadně ovlivnily podobu mladého vesmíru.