Astronomové objevili objekt vážící milion Slunci. A stále jim to nestačí.

Mezinárodní tým astronomů identifikoval v hlubinách vesmíru těleso s hmotností přibližně jednoho milionu Sluncí — a jeho existence otevírá zásadní otázky o struktuře vesmíru, povaze temné hmoty a formování galaxií. Tento nález, vzdálený od nás zhruba deset miliard světelných let, se jeví jako dosud neobvyklý objekt, který může být buď extrémně masivním halo temné hmoty, nebo velmi kompakt­ní galaxií — a každá z těchto možností by znamenala průlom v našem chápání kozmologie.

Astronomové využili techniku tzv. gravitační čočky — masivního objektu, jehož gravitace ohýbá světlo vzdáleného tělesa — jako „virtuální teleskop“ o obřím průměru, čímž dokázali vyšetřit extrémně vzdálený a relativně malý objekt. Díky tomu odhalili těleso s odhadovanou hmotností asi milion × hmotnost Slunce, což v kosmickém měřítku znamená, že se jedná o jeden z nejlehkčích takto zkoumaných objektů ve vzdáleném vesmíru. Jeho hmotnost je totiž přibližně stokrát menší, než typické struktury detekované touto metodou — což paradoxně dělá tento objekt výjimečným.

Tým dále uvedl, že těleso je vzdáleno asi 10 000 000 000 světelných let, což znamená, že jej pozorujeme ve stavu, jaký byl při čase, kdy byl vesmír méně než čtvrtinou současného stáří. Takové objekty tedy poskytují vhled do raných fází vývoje vesmíru — a pokud je tento nález opravdu halo temné hmoty, znamená to, že už tehdy existovaly relativně kompaktní a hmotné shluky hmoty, které přežily až do dneška. Pokud naopak jde o ultrakompaktní trpasličí galaxii, která obsahuje hvězdy i temnou hmotu v extrémně malém objemu, pak by to ukazovalo, že formování galaxií může probíhat i v mnohem menších měřítcích, než jsme doposud předpokládali.

Klíčovým problémem je, že přímé záření tohoto objektu nebylo detekováno — je „neviditelný“ v běžném elektromagnetickém spektru. Astronomové jej lokalizovali díky interferometrii rádiových teleskopů a gravitačnímu efek­tu čočky. Z toho plyne, že objekt buď obsahuje extrémně málo hvězd či běžné hmoty, nebo je obklopen hustým oblakem prachu či jiné hmoty, která blokuje záření. Proto se řeší dvě hlavní interpretace:

• Pokud jde o halo temné hmoty, pak jde o shluk, který je téměř výhradně složen z temné hmoty — či ji aspoň obsahuje v extrémním poměru — což by bylo zásadní pro pochopení toho, jak je temná hmota uspořádána v raném vesmíru a jak se vyvíjela.
• Pokud jde o extrémně kompaktní galaxii, pak by se jednalo o typ tělesa, který zatím nebyl běžně objeven — trpasličí galaxie o tak vysoké hmotnosti a tak malém rozsahu nejsou v našich datech běžné — a tento nález by tak rozšířil spektrum známých galaktických struktur.

Další pozorování budou směřovat k tomu, aby se zjistilo, zda objekt vykazuje nějaké známky hvězdné formace, emisí v rádiových či rentgenových vlnách, či zda jeho dynamika odpovídá tomu, že se jedná o gravitačně vázaný systém. Pokud ano, může to mít zásadní dopad na modely formování galaxií a na představy o tom, jak se v raném vesmíru shlukovaly hmotné oblasti.

Důležité je, že tento nález zároveň potvrzuje, jak moc pokročila technika pozorování — použití planetárních sítí rádiových teleskopů pracujících jako jeden super­teleskop umožnilo citlivě mapovat gravitační efekty, které byly dosud v takové vzdálenosti a měřítku obtížné. To otevírá cestu k dalším objevům podobných „temných“ či extrémně kompaktních těles — a tím k většímu pochopení struktury vesmíru.

Astronomové tak stojí před zásadní otázkou: jaký je skutečný charakter tohoto tělesa? Ať už bude odpověď jakákoliv, vědecká komunita získá nový úhel pohledu. Pokud půjde o halo temné hmoty, budeme mít poprvé možnost studovat velmi rané shluky, které nevyvíjely typickou hvězdnou formaci. Pokud půjde o ultrakompaktní galaxii, bude třeba přehodnotit hranice toho, co považujeme za galaxii — velikost, hmotnost a hustotu.

Rozhodnutí je nyní na dalších měřeních — ať už při sledování změn v čase, nebo při rozlišení detailů v gravitačním čočkování. V tomto smyslu je nález motivací pro rozsáhlé kampaně a dalekohledy napříč světem, které mohou nabídnout data potřebná k rozluštění hádanky. Výsledek pak může zásadně změnit naše chápání vesmíru — od toho, jak se formovaly struktury, přes šíření temné hmoty až po vývoj galaxií v mladičkém vesmíru.