Naše povědomí o tom, jak se formovaly vesmírné struktury, je poměrně jasně utříděné. První vznikly hvězdy, poté galaxie a ty se nakonec začaly seskupovat do kup galaxií, které pozorujeme seřazené do velkoškálových struktur. Nicméně sem tam se objeví objekt, který by podle našich představ vůbec neměl existovat.

Galaxii z počátků vesmíru objevili japonští astronomové na Havaji

Víme mnoho, a zároveň nic

Kupy galaxií jsou nejhmotnější gravitačně vázané objekty, které jsme ve vesmíru schopni pozorovat. Díky počítačovým simulacím umíme dokonce odhadnout, kolik kup galaxií by se na obloze přibližně mělo vyskytnout. Co víc, dokonce jsme schopni odhadnout jejich hmotnosti. Z těchto simulací jsme zjistili, že se vzrůstající vzdáleností (jinak řečeno se vzrůstajícím rudým posuvem) pravděpodobnost výskytu velmi masivních kup galaxií velmi rychle klesá.

Dá se říct, že kupy galaxií můžeme najít ve vzdálenosti okolo 10 miliard světelných let (rudý posuv 2). Pozorování kupy označené IDCS J1426.5+3508 na rudém posuvu 1,75 (9,8 miliard světelných let od nás) tak nemělo být nijakým překvapením. Problém nastal, když se určila její hmotnost. Ukázalo se, že se jedná o nejmotnější kupu galaxií pozorovatelnou nad rudým posuvem 1,4. 

Bylo provedeno několik testů standardních kosmologických simulací, jestli je vůbec tak hmotný objekt v takové vzdálenosti možný. Podle všeho to vypadá, že standardní kosmologické scénáře by výskyt takového objektu ještě nutně nevyvrátily.

Je tam, kde nemá být

Skutečný problém představuje až detekce takzvaného Einsteinova prstence okolo kupy. Einsteinův prstenec vzniká, jako důsledek gravitačního čočkování, které bylo předpovězeno obecnou teorií relativity. Jasný objekt nacházející se za masivní kupou galaxií k nám vysílá světlo, které je vlivem gravitačních efektů kupy galaxií ‘ohnuto’ a my vidíme posunutý a zdeformovaný obraz objektu na pozadí.

Ona deformace se projeví právě jako Einsteinův prstenec. Z analýzy hmoty kupy galaxií IDCS J1426.5+3508 a vlastností Einsteinova prstence se vědcům z University of Florida podařilo určit, že vzdálený objekt za kupou galaxií se bude nacházet v rozmezí vzdáleností 11,5–12,7 miliard světelných let. Právě analýza silného gravitačního čočkování je problematická. Pokud by se kupa galaxií měla chovat tak, jak pozorujeme, podle standardního kosmologického modelu by vůbec neměla existovat.

Sluneční soustava je stále velkou neznámou. Okolí Slunce se chová jinak, než jsme mysleli

Takový závěr vzešel z analýzy počtu gravitačně čočkovaných oblouků (částí Einsteinových prstenců) v závislosti na jejich jasu v infračervené části spektra. Z takového výpočtu vyšlo, že by mělo jít pozorovat méně než jeden oblouk, jinak řečeno, žádný by neměl být vidět.

 

Kde se stala chyba?

Jedno pozorování naštěstí neznamená, že by se měla zahodit standardní kosmologická teorie, kterou se řídí 99 % astrofyziků. Samotné simulace mohou být zatíženy chybami a nepřesnými odhady. Mezi velmi pravděpodobné vlivy na výpočet patří nejistoty v rozložení kup galaxií, v odhadu počtu velmi hmotných kup galaxií při vysokém rudém posuvu a nejistota v efektivitě kup galaxií při vytváření gravitačně čočkovaných oblouků. Pro odstranění nejistot by bylo ideální pozorovat větší počet kup galaxií a jejich morfologii, to ale není snadný úkol. Faktem zůstává, že se současnými znalostmi neumíme fyzikálně zdůvodnit existenci systému IDCS J1426.5+3508.

ILUSTRAČNÍ FOTO (spirálová galaxie): Isifa

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

• Přečtěte se ostatní články Jany Polednikové
• OBRAZEM: Jak sovětská propaganda letěla do vesmíru
• Obří černá díra v centru Mléčné dráhy se krmí asteroidy. Spolkla i planetu