Novinky

Snímek galaxie M 74 z Webbova dalekohledu

Pro Deník E15 vyzpovídala vedoucího Oddělení galaxií a planetárních systémů Dr. Richarda Wünsche redaktorka Yaroslava Petrová. Zkrácená verze je k přečtení zde.

1. Webbův teleskop je založený na jiném principu než Hubbleův - využívá infračervené záření. Podle kterých kritérií se dá poznat, že snímek byl pořízený pomocí Webbova teleskopu? Jaký je v tom rozdíl?

Infračervené záření je stejně jako viditelné světlo typem elektromagnetického záření. Jejich fyzikální vlastnosti jsou velmi podobné, liší se jen vlnovou délkou (infračervené ji má delší). Viditelné světlo je speciální jen tím, že ho dokáže vnímat lidské oko, pro přístroj (např. CCD kameru) jsou obě záření prakticky totožná.

Abychom mohli s infračervenými pozorováními pracovat, přiřazují se různým vlnovým délkám různé barvy, a ty se pak (někdy) smíchají na výsledném obrázku dohromady. Často se to dělá stejným způsobem, jako to dělá lidské oko, tj. nejdelší vlnové délce se přiřadí červená, prostřední zelená a nejkratší modrá.

Zjistit, jestli je obrázek v infračerveném nebo viditelném oboru dokáže jen odborník, který zná fyzikální vlastnosti daného objektu a ví, jak září v jednotlivých vlnových délkách. Např. v tomto případě obrázku galaxie M74 astronom pozná, že oblaky plynu a prachu v galaxii jsou na viditelném obrázku tmavé (protože nezáří a zastiňují hvězdy za nimi), a naopak na infračerveném obrázku jsou světlé / bílé, protože prach září ve všech těch infračervených pozorovaných vlnových délkách.

2. Jsou to reálné barvy, které se vyskytují ve vesmíru, nebo jsou postprodukčně upravené?

Ani jedno označení není pro obrázek z Webbova teleskopu výstižné. Jde o skutečné intenzity záření, ale různým infračerveným vlnovým délkám byly přiřazeny různé viditelné barvy. Obrázek z JWST vznikl složením obrázků ve čtyřech vlnových délkách: 21um (zobrazena červeně), 11um (oranžová), 7,7um (modrá) a 10 um (přidán jas v černobílé škále). A ještě, co znamenají ty jednotka: um = mikrometr = tisícina milimetru.

O obrázku z Hubbleova teleskopu můžeme říci, že se jedná o reálné barvy. Vznikl ale v podstatě stejnou procedurou, akorát byly jednotlivým intenzitám záření přiřazeny barvy, které jsou blízké (ale ne zcela stejné) tomu, jak je vnímá lidské oko.

3. Mohl byste prosím popsat, co přesně můžeme vidět na této fotografii? Co znamená každá z barev?

Na obrázku blízké galaxie M74 z Webbova teleskopu vidíme především oblaky plynu a prachu, které se soustředí podél spirálních ramen galaxie. Záření pochází především z toho prachu, v chladnějších oblastech je červenější, protože chladný prach (= 100 Kelvinů a méně) září především na dlouhých vlnových délkách. V místech, kde vznikají hvězdy, je prach ohřátý jejich světlem, a proto září ve všech vlnových délkách a vidíme ho bíle. V centrální oblasti galaxie není téměř žádný plyn a prach, a proto vidíme hvězdy galaxie, které jsou zobrazeny modře, protože díky jejich vysoké teplotě září nejvíce v nejkratší vlnové délce.

Na obrázku z Hubbleva teleskopu vidíme bíle světlo hvězd. Velmi hmotné mladé hvězdy v oblastech tvorby hvězd jsou velmi horké, a tak září modře. Ionizovaný vodík v okolí těchto oblastí tvorby hvězd září červeně, díky v astronomii velmi významné spektrální čáře H alpha. Oblaky prachu a plynu ve viditelném světle nezáří, ale naopak zastiňují světlo hvězd za nimi, takže jsou tmavé.

4. Co se snaží astronomové z těchto snímku pochopit?

Obrázek nám nádherným způsobem ukazuje mezihvězdné prostředí v typické spirální galaxii. Naše Mléčná dráha je velmi podobná, i když zřejmě nemá tak dobře definovaná spirální ramena a má jich více (4 - 5). Tato pozorování budou sloužit především k lepšímu pochopení toho, jak v galaxiích probíhá koloběh hmoty mezi hvězdami a plynem. Je to trochu podobné koloběhu vody v přírodě. Z plynu v mezihvězdných oblacích vznikají hvězdy, ty prožijí svůj život a na jeho konci se většina hmoty vrátí zpět do mezihvězdného prostředí díky hvězdným větrům, explozím supernov a únikům hmoty díky hvězdným pulzacím. Hmota je vrácena hvězdami ve formě horkého plynu, který se musí ochladit, aby z něj opět vznikly oblaky, ve kterých se mohou rodit nové hvězdy.

5. Kdy můžeme očekávat další snímky? Jak dlouho bude teleskopu trvat, než pořídí nové snímky?

S Webbovým teleskopem teď probíhají pozorování v rámci Cyklu 1, který má trvat cca 18 měsíců. Je v něm rozděleno 11 000 hodin pozorovacího času mezi přibližně 300 návrhů. Množství přiděleného času je různé, od několika hodin do více než 100 hodin.

Za každý program je zodpovědná nějaká vědecká skupina, a ta bude průběžně a co nejdříve výsledky publikovat ve vědeckých časopisech a zároveň též popularizovat svou práci pomocí krásných obrázků jako je tento. Žádný přesný rozvrh pro obrázky tedy není, ale určitě jich bude v nejbližší budoucnosti mnoho :).

6. Bude se ještě využívat Hubbleův teleskop? Pokud ano, co bude jeho úkolem?

Ano, Hubbleův teleskop se bude využívat, dokud bude fungovat. Jeho výhodou je, že dokáže pozorovat krátké vlnové délky, tedy ultrafialové světlo, včetně toho, které se na zem nedostane skrz atmosféru. Žádný jiný tak velký přístroj, který toto umí, neexistuje. Hubbleův teleskop tedy není Webbovým teleskopem nahrazen, je s ním komplementární.

V ultrafialovém světle září především horké objekty, takže se Hubbleův teleskop hodí k pozorování např. velmi hmotných mladých hvězd, bílých trpaslíků a akrečních disků kolem černých děr.