Hubbleův kosmický dalekohled oslavil 10 let

Hubbleův kosmický dalekohled oslavil v dubnu deset let práce na oběžné dráze, kam jej umístnila 25. dubna 1990 posádka raketoplánu Discovery. Překonal počáteční šok ze špatně vybroušeného hlavního zrcadla, už třikrát jej navštívila posádka některého z raketoplánů, aby jej modernizovala a astronomové z celého světa tak mohou nadále těžit z jeho unikátních zobrazovacích schopností a využívat jej pro pozorování celé řady nejrůznějších objektů od těles Sluneční soustavy až po nejvzdálenější viditelná tělesa ve vesmíru. Dr. Ed Weiler z NASA o dalekohledu prohlásil: "(jeho) rychlost objevů je jednoduše bezprecedentní pro jakoukoliv observatoř. Hubbleovy okázalé snímky a objevy černých děr, srážejících se galaxií a bizardních objektů na okraji vesmíru byly přineseny do miliónů domovů novinami, televizí a Internetem." Během prvních deseti let dalekohled studoval 13 670 objektů, provedl 271 000 individuálních pozorování a poslal do řídícího střediska 3,5 TB dat. Dosud bylo na základě jeho pozorování publikováno 2 651 vědeckých článků. HST by měl sloužit do roku 2010, kdy jej nahradí dalekohled další generace tzv. Next Generation Space Telescope (NGST). Ten by měl posunout hranice lidského poznání vesmíru opět o něco dále než HST. Podívejme se teď na některé novinky zveřejněné v poslední době.

Černé díry v jádrech galaxií
Pomocí HST se astronomové zaměřili na centrální oblasti 30 galaxií, v nichž se vyskytují obří černé díry. Přiložený obrázek ukazuje čtyři z těchto galaxií. Sloupec vlevo obsahuje černobílé snímky pořízené pomocí pozemských dalekohledů. Boxem je na nich vyznačena centrální oblast, která je zachycena na snímcích z HST (prostřední sloupec). V pravém sloupci je pak přehled hmotností černých děr nacházejících se v jádrech dotyčných galaxií a také ilustrativně znázorněny tzv. horizonty událostí, které definuje hranice černých děr. Na snímcích HST však pozorovatelné být nemohou, protože jejich rozměry jsou 25 miliónkrát menší než je měřítko snímků. Hmotnosti černých děr byly stanoveny na základě měření pohybu hvězd, které je obíhají. Čím blíže se dotyčná hvězda nachází, tím větší je její oběžná rychlost. Takové měření bylo možné provést pouze díky unikátním schopnostem kosmického dalekohledu. Astronomové zároveň objevili zajímavý vztah mezi hmotností černých děr a průměrnou rychlostí hvězd v centrálních oblastech galaxií. Čím rychleji se zde hvězdy pohybují, tím hmotnější je centrální černá díra. Tato informace naznačuje, že galaxie i jejich centrální černé díry rostly zároveň.

HST nahlédl do středu Kraba
V roce 1054 vybuchla v souhvězdí Býka supernova, kterou pozorovali čínští astronomové. Byla tak jasná, že ji bylo možno pozorovat i během dne po dobu několika týdnů. Dnes se na místě exploze supernovy nachází mlhovina, pro svůj tvar nazvaná Krabí. Původní hvězda, ležící ve vzdálenosti 6,500 světelného roku od nás, byla desetkrát hmotnější než je hmotnost našeho Slunce. Na obrázku vidíme střed Krabí mlhoviny, tak jak ji pozoroval HST. Snímek ukazuje dosud nepozorované detaily ve struktuře mlhoviny. Je ve falešných barvách a byl složen ze snímků pořízených v pěti různých barevných filtrech. Jsou na něm viditelné roztrhané cáry plynu, který se nadále rozpíná z místa exploze ryclostí až 5 miliónů km/h. Jádro původní hvězdy, které zbylo po explozi ve formě pulsaru, je též na snímku viditelné jako spodní ze dvou středně jasných hvězd vpravo nahoře od středu snímku. Pulsar rotuje rychlostí 30 otáček za sekundu a ohřívá své okolí, čímž vytváří difůzní zářící oblak plynu. Barvy na snímku odpovídají elementálnímu složení rozpínajícího se plynu - vodík je oranžový, dusík červený, síra růžová a kyslík zelený. Barevné stíny pak vystihují rozdíly v teplotě a hustotě plynu.

Galaktické siluety
Další obrázek z HST ukazuje unikátní dvojici galaxií označenou NGC 3314. Díky zcela vyjímečnému rozmístění obou galaxií leží menší spirální galaxie přímo přesně před další velkou spirální galaxií. Taková konfigurace umožnila pozorovat temný materiál v okolí přední galaxie, protože je viditelný na pozadí druhé galaxie. Prach ve spirálních ramenech galaxie v popředí totiž absorbuje světlo vzdálenější galaxie. Vědci mají možnost studovat rozložení mezihvězdných prachových oblaků i jejich hustotu. Vnější spirální ramena bližší galaxie se zdají jako by měnila barvu od světlé do tmavé podle toho, jak jsou viditelná nejdříve proti prázdnému prostoru a poté proti světlému pozadí druhé galaxie. Galaxie NGC 3314 leží ve vzdálenosti 140 miliónů sv. r. od nás ve směru souhvězdí Hydry. V jejím středu se velmi nedávno z mezihvězdného prachu a plynu zformovaly jasné modré hvězdy. V řadě galaxií je mezihvězdný prach přítomný právě jen v oblastech mladých hvězd, ale zde v této galaxii se ukazuje, že jsou zde i prachová oblaka, která nemají nic společného s mladými jasnými hvězdami. Malá červená skvrna uprostřed snímku je jasné jádro vzdálenější galaxie. Zčervenalo průchodem světla mezihvězdným prachem stejně jako zčervená světlo Slunce při průchodu zemskou atmosférou.

Hubble nalezl ztracený vodík
Pomocí spektrogragu STIS na palubě dalekohledu objevili astronomové důkazy pro existenci "ztraceného" vodíku ve vesmíru, který vznikl při Velkém třesku, ale později se nějak ztratil v prostoru. Předpokládá se, že se jedná o polovinu "normální" hmoty ve vesmíru! Tento objev jednak vnesl nové světlo na strukturu vesmíru ve velkých měřítkách a druhak potvrdil modely vzniku vodíku v prvních minutách existence vesmíru. Předchozí pozorování ukázala, že tato chybějící hmota se vytvořila před miliardami let rozsáhlá vodíková oblaka, ale poté zmizela. Ani HST nebyl schopen vodík pozorovat přímo, protože ten je příliš horký a zředěný. Dalekohled ale nalezl v prostoru mezi galaxiemi vysoce ionizovaný kyslík, který je vodíkem ohříván na teploty pozorované v mezigalaktickém prostoru. Jeho přítomnost naznačuje existenci velkého množství vodíku ve vesmíru. "Stopař" kyslík vznikl ve hvězdách a do kosmického prostoru byl vychrlen při jejich explozích. Poté se smíchal s vodíkem a byl ohřát na teplotu přes 100 000 C. Astronomové jej detekovali využitím světla vzdálených kvasarů. Kyslík se projevil absorpcí světla těchto kvasarů na specifických vlnových délkách. Vodík je tak horký, že je zcela ionizován a jeho atomy jsou zbaveny elektronů, tudíž nezanechají žádné známky ve spektrech zdrojů na pozadí. Kyslík je též vysoce ionizován, ale přesto zde ještě zůstává několik elektronů, které se absorpcí projeví.

Zářící oko NGC 6751
Neobvyklá planetární mlhovina označená NGC 6751 září v souhvězdí Orla jako obří oko. Mlhovina vznikla na konci života hvězdy srovnatelné s naším Sluncem, která odvrhla svoji plynovou obálku před několika stoletími. Obnažené jádro hvězdy osvětluje silným ultrafialovým zářením odvržený plyn, který díky tomu můžeme pozorovat jako mlhovinu. Mlhovina na snímku ukazuje několik pozoruhodných a zatím nepochopitelných znaků. Modře jsou znázorněny oblasti nejvíce horkého plynu, které tvoří téměř kulový prstenec kolem zbytku hvězdy. Oranžová a červená ukazuje polohu chladnějšího plynu, který má tendenci tvořit dlouhé proudy směřující od centrální hvězdy a v okolí roztrhaného vnějšího prstence mlhoviny. Půdov těchto proudů není zatím znám, ale je zřejmé, že jejich tvar je ovlivněn zářením a hvězdným větrem horké hvězdy ve středu mlhoviny. Povrchová teplota této hvězdy je odhadována na 140 000 C.