Foto: Hubble Space Telescope and Holm et al. (2026)

V tichu vesmíru, kde se zdá, že čas plyne jinak, se objevila nová naděje pro pochopení jednoho z největších tajemství kosmu. Astronomové z University of Copenhagen objevili první hvězdný proud globulárního hvězdokupu mimo Mléčnou dráhu, což otevírá nové možnosti pro studium temné hmoty v odlehlých galaxiích.

Autor původního článku: redakce

Objev, který mění pravidla hry

Na obrázku z Hubbleova vesmírného teleskopu je vidět slabá stuha hvězd táhnoucí se přes galaxii. Tento typ struktury, známý jako hvězdný proud globulárního hvězdokupu, uchovává stopy o své minulosti a evoluci. Studováním těchto proudů mohou astronomové lépe pochopit, jak se galaxie vyvíjely a jak je v nich rozložena temná hmota. Protože tyto hvězdné proudy reagují na gravitaci, mohou sloužit jako ukazatele temné hmoty, která není přímo viditelná.

Donedávna byla jejich extrémní slabost hlavní překážkou pro jejich detekci a analýzu. Díky zlepšení masivních astronomických datových sad a pokročilým analytickým metodám se nyní hvězdné proudy stávají jedním z nejslibnějších nástrojů pro studium galaxií.

První hvězdný proud mimo Mléčnou dráhu

Mezinárodní tým vedený doktorandkou Julie Kiel Holm z Niels Bohr Institute a docentkou Sarah Pearson z DTU Space nyní oznámil objev, který je první svého druhu. Výsledky byly publikovány v časopise Nature, jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů na světě.

„Objevili jsme hvězdný proud globulárního hvězdokupu v jiné galaxii. Je to poprvé, co byl takový proud pozorován mimo naši vlastní galaxii, Mléčnou dráhu, což činí objev obzvláště vzrušujícím,“ říká Julie Kiel Holm.

Najít takovou strukturu mimo Mléčnou dráhu je obzvláště obtížné, protože samotný hvězdný proud produkuje velmi slabý signál. Nově detekovaný proud se také nachází uvnitř ultra-difúzní galaxie, typu galaxie, která vydává velmi málo světla. Tato kombinace činí detekci obzvláště pozoruhodnou.

„To otevírá zcela nové možnosti. Nejenže nyní můžeme hledat hvězdné proudy globulárních hvězdokup v jiných galaxiích, ale dlouhodobě můžeme také měřit obsah temné hmoty v dalších ultra-difúzních galaxiích,“ říká spoluautorka Sarah Pearson, která k objevu přispěla během svého působení na Niels Bohr Institute.

Co je hvězdný proud globulárního hvězdokupu?

Hvězdný proud globulárního hvězdokupu je dlouhá, úzká stopa hvězd, která vznikla v globulárním hvězdokupu, husté sbírce hvězd držených pohromadě gravitací. Tyto proudy se vyvíjejí, když gravitace okolní hostitelské galaxie postupně odtahuje hvězdy od globulárního hvězdokupu procesem nazývaným přílivové strhávání.

Protože gravitace určuje tvar a pohyb hvězdných proudů, astronomové je mohou studovat, aby zjistili, jak je hmota rozložena v celé galaxii. To činí proudy užitečnými pro zkoumání temné hmoty, která představuje přibližně 80-85 procent veškeré hmoty ve vesmíru, i když její základní povaha zůstává neznámá.

Nový způsob mapování temné hmoty

Důležitost objevu přesahuje pouhou identifikaci hvězdného proudu v jiné galaxii. Výzkumníci také poprvé ukazují, že hvězdné proudy globulárních hvězdokup mohou být použity k měření temné hmoty v galaxiích mimo Mléčnou dráhu. Tato schopnost by mohla být cenná, protože temná hmota tvoří většinu hmoty ve vesmíru, přesto vědci stále nevědí, z čeho je složena.

„Ukazujeme, že dobře zavedený nástroj ze studií Mléčné dráhy může být použit k pochopení jiných galaxií, kde bylo měření rozložení temné hmoty tradičně velmi náročné,“ říká Julie Kiel Holm.

Tým se zaměřil na ultra-difúzní galaxii UGC9050-Dw1 a vytvořil nové odhady její celkové hmotnosti a rozložení této hmoty. Jejich analýza naznačuje, že galaxie obsahuje velké množství temné hmoty, což je v souladu s očekáváními pro ultra-difúzní galaxie.

„Naše výsledky jsou v souladu s předchozími studiemi a tím, co ukázaly o temné hmotě v této ultra-difúzní galaxii. Měříme ji zcela novým nástrojem, což dokazuje, že tato metoda funguje i mimo naši vlastní galaxii,“ říká Julie Kiel Holm.

Rozšíření studií temné hmoty na jiné galaxie

I když se výzkum soustředí na jednu galaxii, metoda by mohla mít nakonec mnohem širší uplatnění. Ukázání, že hvězdné proudy globulárních hvězdokup mohou být studovány mimo Mléčnou dráhu, by mohlo umožnit astronomům zkoumat temnou hmotu v mnoha různých typech galaxií.

„Poznatky o temné hmotě, které jsme dosud mohli získat z hvězdných proudů globulárních hvězdokup, byly omezeny na jedinou galaxii – naši vlastní. Možnost pozorovat tyto proudy v zcela odlišných druzích galaxií otevírá dveře k jejich využití pro vytvoření mnohem širšího pochopení toho, jak se temná hmota chová,“ říká Julie Kiel Holm.

Výzkumníci očekávají, že počet detekovatelných hvězdných proudů globulárních hvězdokup dramaticky vzroste, jakmile observatoře jako Euclid Space Telescope a Nancy Grace Roman Space Telescope poskytnou nové pohledy na slabé galaxie a hvězdné struktury.

O studii

Studie uvádí první detekci hvězdného proudu globulárního hvězdokupu mimo Mléčnou dráhu. Výzkumníci také ukazují, že tyto proudy mohou být použity k omezení jak hmotnosti halo temné hmoty, tak profilu hustoty temné hmoty galaxií mimo naši vlastní.

Studie byla publikována v časopise Nature. Následující autoři přispěli ke studii: Julie Kiel Holm, Sarah Pearson, Jacob Nibauer, David J. Sand, Adrian M. Price-Whelan, Tjitske Starkenburg, David Hendel a Catherine Fielder. Studie je financována nadací Villum Foundation a Evropskou radou pro výzkum.