Nejvzdálenější galaxie lze pozorovat gravitačním čočkováním

Vývojové fáze raného vesmíru, které lze přímo mapovat dnešními dalekohledy a kosmickými observatořemi. Ve viditelném světle se prozatím podařilo přímo prohlédnout nejhlouběji Hubbleovým dalekohledemHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze  kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009., Spitzerův dalekohledSST (Spitzer Space Telescope) – Spitzerův vesmírný dalekohled. Kosmická observatoř NASA pracující v infračerveném oboru, která byla vynesena na oběžnou dráhu v srpnu 2003 nosnou raketou Delta 7920H ELV. Zrcadlo má průměr 85 cm a je chlazené kapalným heliem na teplotu 5,5 K. Pozorovací spektrální rozsah je 3÷180 μm. Předpokládá se životnost tři až pět let. Program družice má na starosti California Institute of Technology. je určen pro infračervenou oblast a observatoř COBECOBE – Cosmic Background Explorer, družice NASA vypuštěná v  roce 1989. Pomocí družice bylo zjištěno, že reliktní záření má teplotu 2,73 K a že jde s vysokou přesností o záření absolutně černého tělesa. V roce 1992 družice objevila fluktuace reliktního záření a jeho anizotropii způsobenou naším vlastním pohybem. Rozlišovací schopnost COBE byla 7°. dohlédla až do okamžiku, kdy se ve vesmíru objevilo samostatné elektromagnetické záření, které dnes pozorujeme jako mikrovlnné záření kosmického pozadí (tzv. reliktní záření). Zdroj: NASA.

Nejvzdálenější galaxie viditelné Hubbleovým dalekohledemHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze  kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009., hranice je udávána červeným kosmologickým posuvem. Tyto snímky zobrazují objekty zasazené v čase do 900 milionů roků po vzniku vesmíru. Snímky čtyř velmi vzdálených galaxií jsou pořízeny v rozdílných vlnových délkách (591 nm, 776 nm, 944 nm, 1 119 nm a 1 604 nm). Tyto objekty lze zřetelně detekovat až za hranicí 1 000 nm (označení J a H filtr). Ve filtrech V, i a z nejsou díky posunu světla do IR oblasti vlivem velké rychlosti vzdalování objekty vůbec viditelné. Zdroj: NASA/HST.

Gravitační čočkováníGravitační čočka – efekt gravitační čočky předpověděl A. Einstein v roce 1936. Hmotný objekt (zpravidla velká galaxie) ležící mezi zdrojem záření a pozorovatelem zakřivuje světelné paprsky podobně jako skleněná čočka v laboratoři. Jsou-li objekty dokonale na přímce, vznikne jako obraz vzdálené galaxie tzv. Einsteinův prstenec. Jsou-li objekty mírně vyosené, vznikne buď oblouk nebo několikanásobný obraz vzdálené galaxie či kvazaru.: astronomové z Caltechu jsou průkopníky ve využívání „přirozených dalekohledů“, kterými lze pozorovat zesílený signál velmi slabých zdrojů. Lze tak uvidět objekty, které byly součástí velmi mladého vesmíru. Rozsah možného zesílení světla pomocí gravitačně čočkující kupy galaxiíKupy galaxií – největší gravitačně vázané objekty ve vesmíru tvořené třemi hlavními složkami:
 – stovkami galaxií obsahujícími hvězdy, plyn a prach,
 – obrovskými mraky horkých plynů,
 – temnou hmotou zatím neznámé povahy.
Galaxie se liší svou strukturou (spirální, eliptické, nepravidelné,…), vyzařovaným výkonem (neaktivní, radiové, Seyfertovy,…) a zejména svojí hmotností. Hmotnost je udávána v miliardách až stovkách miliard hmotností Slunce. Galaxie jsou obvykle součástmi vyšších celků, jako jsou kupy, nadkupy, vlákna a stěny. může být 10 až 50 násobný. Typické zvětšení je dvacetinásobné, což umožňuje uvidět velmi slabé objekty v extrémních vzdálenostech. Mohou to být mladé rodící se galaxieGalaxie – kompaktní seskupení hvězd, hvězdných asociací, otevřených a kulových hvězdokup, mezihvězdné látky a temné hmoty. Galaxie se liší svou strukturou (spirální, eliptické, nepravidelné,…), vyzařovaným výkonem (neaktivní, aktivní, rádiové, Seyfertovy,…) a zejména svojí hmotností. Hmotnost je udávána v miliardách až stovkách miliard hmotností Slunce. Galaxie jsou obvykle součástmi vyšších celků, jako jsou kupy, nadkupy, vlákna a stěny., které jsou jinak mimo dosah dnešních dalekohledů. Dostáváme se tak až k objektům, které mají původ přímo ve vývojové fázi vesmíru, která bývá označována jako temný věkTemný věk – období mezi vznikem atomárních obalů (380 000 let po Velkém třesku) a reionizací plynu v důsledku vzniku prvních megahvězd (400 milionů let po Velkém třesku). V tomto období látka ve vesmíru nezářila a byla temná.. Zdroj: California Technology Institute.

Mozaika šesti vzdálených galaxií pozorovaných gravitačním čočkovánímGravitační čočka – efekt gravitační čočky předpověděl A. Einstein v roce 1936. Hmotný objekt (zpravidla velká galaxie) ležící mezi zdrojem záření a pozorovatelem zakřivuje světelné paprsky podobně jako skleněná čočka v laboratoři. Jsou-li objekty dokonale na přímce, vznikne jako obraz vzdálené galaxie tzv. Einsteinův prstenec. Jsou-li objekty mírně vyosené, vznikne buď oblouk nebo několikanásobný obraz vzdálené galaxie či kvazaru.. Všechny snímky jsou pořízeny přístrojem NIRSPEC na dalekohledu Keck II. Spektrum vykazuje díky červenému posuvu v infračervené oblasti čáry neutrálního vodíku, které by u nepohyblivého zdroje byly v UV oblasti. V současnosti se pozorovatelé věnují velmi pečlivému ověření vzdálenosti objektů. Jde zejména o vyloučení jiných možností původu pozorovaných spektrálních charakteristik. Zdroj: California Technology Institute.

Obrázky z HSTHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze  kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009., na kterých jsou vyznačeny některé nově objevené vzdálené zdroje. Zdroje byly vyhledávány v celkem devíti galaktických kupách. Bylo tak nalezeno šest trojitých zdrojů. Každá mezilehlá kupa galaxií může zesilovat světlo vzdálených objektů. Tento jev je však nejzřetelnější podél tzv. kritických linií (na obrázku černá linie). Vědecký tým pátral pomocí Keckova dalekohledu a IR spektroskopu právě podél těchto hranic. Zdroj: California Technology Institute.

Prachová galaxie. Nakresleno podle pozorování SST. Zdroj: SST/CALTECH.