Gravitačním čočkováním pomocí vzdálených kup galaxií lze pozorovat objekty, které vyplňovaly vesmír v dávné minulosti. Astronomům z Caltechu se podařilo pomocí IR spektroskopu na dalekohledu Keck II rozpoznat svítící objekty ve vzdálenosti 13 miliard světelných roků. Tedy světlo, které zde pozorujeme, vylétlo z těchto galaxií ve vesmíru starém jen 500 milionů roků, což odpovídá 4 % jeho dnešního stáří.
|
Gravitační 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. SST (Spitzer Space Telescope) – 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. |
 |
| Vývojové fáze raného vesmíru, které lze přímo mapovat dnešními dalekohledy a kosmickými observatořemi. Ve viditelném světle se prozatím podařilo přímo prohlédnout nejhlouběji Hubbleovým dalekohledem, Spitzerův dalekohled je určen pro infračervenou oblast a observatoř COBE 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 Hubblovým dalekohledem, 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 čočkování: 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 galaxií 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 galaxie, 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 věk (Dark Age). Zdroj: California Technology Institute. |
 |
| Mozaika šesti vzdálených galaxií pozorovaných gravitačním čočkováním. 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 HST, 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. |
Pozorování prováděná soustavně SST ve velmi vzdálených oblastech vesmíru nabídla již dříve novou třídu objektů, o nichž by se dalo uvažovat jako o zárodcích galaxií, které známe z pozdějších období. Jde o tzv. prachové galaxie, které lze přímo v IR oblasti pozorovat a nalezené objekty lze časově zařadit do vzdálenosti cca 11 miliard světelných roků, tedy necelé 3 miliardy po vzniku vesmíru. Veškerá pozorování v takto extrémních vzdálenostech jsou však na hranici možností dnešních přístrojů a omezují se většinou na záznam téměř bodových zdrojů, na nichž nelze rozpoznat žádné podrobnosti struktury. Jediná informace je tak obsažena v interpretaci spektrálních rozborů. Teprve pomocí budoucích velkých dalekohledů, jako například nový kosmický dalekohled Jamese Webba nebo plánované pozemské dalekohledy s průměry několika desítek metrů, se nám snad podaří v těchto vzdálenostech rozpoznat struktury, které se později vyvinuly do světa, který pozorujeme v našem blízkém vesmírném okolí.
Světelný rok (ly) – vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za jeden rok, 1 ly = 9,46×1012 km.
Galaxie – kompaktní seskupení hvězd, 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.
Kupy galaxií – největší gravitačně vázané objekty ve vesmíru tvořené třemi hlavními složkami:
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.
Temný 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.
HST (Hubble Space Telescope) – Hubbleův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze kolem Země, kde byl umístěn ve výšce 614 km v roce 1990. 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 jejich obnovení, s nejbližší opravou dalekohledu se počítá v roce 2008.
COBE – 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 anizotropii reliktního záření způsobenou naším vlastním pohybem a fluktuace reliktního záření. Rozlišovací schopnost COBE byla 7°.
