Astronomové objevili nečekaně horký plyn ve vzdálené, formující se kupě galaxií jen 1,4 miliardy let po velkém třesku. Tento objev, uskutečněný pomocí Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), zpochybňuje stávající modely formování a vývoje kup galaxií v raném vesmíru. Protokupa označená jako SPT2349-56 se nachází asi 12,4 miliardy světelných let daleko, což znamená, že ji vidíme takovou, jaká byla, když byl vesmír jen desetinou jeho současného stáří.
Neočekávané teplo
Pozorování odhalují extrémně horkou atmosféru obklopující jádro kupy, které obsahuje několik aktivně pohlcujících supermasivních černých děr a více než 30 galaxií zažívajících intenzivní tvorbu hvězd. Tyto galaxie produkují hvězdy rychlostí až 1000krát rychlejší než naše Mléčná dráha, to vše v prostoru pouze třikrát větším.
“Nečekali jsme, že uvidíme tak horkou atmosféru klastrů tak brzy v historii vesmíru,” vysvětluje Dazhi Zhou, postgraduální student na University of British Columbia. Dříve vědci předpokládali, že rané kupy galaxií jsou příliš mladé na to, aby měly plně vyvinutou horkou stabilní atmosféru.
Tepelný efekt Sunyaeva-Zeldoviče
Průlom nastal díky použití tepelného Sunyaev-Zeldovichova (tSZ) efektu, což je technika, která detekuje slabý stín vrhaný horkými elektrony v galaktických kupách na dosvitu velkého třesku – kosmickém mikrovlnném pozadí. Tato nepřímá metoda umožnila astronomům mapovat horký plyn, aniž by museli pozorovat světlo vyzařované přímo z něj.
Důsledky pro tvorbu klastrů
Objev naznačuje, že masivní shluky se mohou tvořit rychleji a prudčeji, než se dříve myslelo, se silnými emisemi ze supermasivních černých děr vstřikujících obrovskou energii do okolního plynu. Studie naznačuje, že tyto energetické procesy v kombinaci s intenzivní aktivitou hvězd mohou rychle přehřát plyn uvnitř kupy v mladých kupách.
Toto přehřátí je pravděpodobně kritickým krokem v transformaci těchto raných, chladných shluků na rozsáhlé horké struktury, které jsou dnes pozorovány. Stávající modely vývoje galaxií a klastrů bude možná nutné revidovat, aby zohlednily tento zrychlený proces zahřívání.
Nová laboratoř pro kosmickou evoluci
SPT2349-56 představuje jedinečnou příležitost studovat nejranější fáze tvorby klastrů. Koexistence rychlého vzniku hvězd, energetických černých děr a přehřáté atmosféry v tak mladé kompaktní hvězdokupě je bezprecedentní.
„SPT2349-56 je velmi zvláštní a vzrušující laboratoř,“ zdůrazňuje Zhou. “Mezi tímto turbulentním raným stádiem a klidnějšími shluky, které vidíme později, je obrovská pozorovací mezera.” Mapování toho, jak se tyto atmosféry vyvíjejí v průběhu času, bude klíčovou oblastí budoucího výzkumu.
Výsledky publikované v časopise Nature 5. ledna 2026 (doi: 10.1038/s41586-025-09901-3) rozšiřují hranice toho, co mohou astronomové studovat v raném vesmíru, a otevírají nové otázky o interakcích mezi supermasivními černými dírami, formováním galaxií a vývojem kosmických struktur. Nejčasnější přímá detekce horkého plynu v kupách, která byla kdy zaznamenána, nutí vědce přehodnotit sekvenci a rychlost vývoje kup galaxií.
