Teleskop Jamese Webba zachytil záhadný signál z místa, kde není vůbec nic. Vědci netuší, co se děje

Představte si kousek oblohy, na který se lidstvo dívalo stovky hodin. Každá galaxie je tu zmapovaná, každý slabý svit zařazený. A přesto se právě tady objevilo světlo, které nepatří nikomu. Dvakrát se ozvalo ze stejného místa, kde žádný objekt není vidět.

Slavné místo, které mělo být prozkoumané

Řeč je o Hubbleově ultra hlubokém poli v souhvězdí Pece. Hubbleův teleskop na ně mířil více než 270 hodin a objevil téměř 10 000 galaxií, mnohé z nich vzdálené miliardy světelných let. Po vypuštění teleskopu Jamese Webba se astronomové vrátili na totéž místo s citlivými infračervenými přístroji, které rozeznají i to, co starším dalekohledům unikalo.

Právě tady se objevilo něco, s čím nikdo nepočítal. Nešlo o náhodný záblesk, který by se dal přehlédnout. Signál se ukázal ve dvou samostatných pozorováních s odstupem 88 dní, přitom dřívější snímky z Hubbleova i Webbova teleskopu na daném místě nezachytily nic, co by ho mohlo vytvořit.

Výzkum vedl astrofyzik Mason Huberty z University of Minnesota spolu s kolegy. Jejich záměrem bylo vyzkoušet nový způsob lovu dosud neznámých objektů. Místo soustředění na galaxie, které už astronomové znají, chtěli prozkoumat i světlo z míst, kde dosud nikdo nic zajímavého neevidoval.

Při běžném postupu vědci nejdřív vyberou známé cíle a přístroj nastaví na jejich světlo. Hubertyho tým šel opačnou cestou. U spektrografu NIRSpec, který rozkládá světlo na jednotlivé vlnové délky a prozradí chemické složení, vlastnosti i vzdálenost zdroje, nechal otevřené téměř všechny drobné uzávěry. Zakryl jen ty, které odpovídaly známým objektům v popředí, aby jejich světlo nerušilo hledání. Měření proběhla v srpnu a listopadu 2023 a vědci mezitím změnili úhel pozorování, aby vyloučili technickou závadu.

Sedmý signál, který nezapadl

Metoda přinesla sedm výsledků. Šest signálů se podařilo přiřadit ke vzdáleným galaxiím, které vědci znali z dřívějška. Sedmý ale zůstal bez adresáta: výrazná emisní čára na vlnové délce zhruba 1,6 mikrometru. Emisní čára vzniká, když atomy nebo molekuly uvolní energii jako světlo na určité vlnové délce, a astronomové z ní běžně čtou povahu hvězd či galaxií.

Tady ale chyběla jakákoli další čára, která by původ prozradila. A na místě vzniku nebylo na dostupných snímcích vidět vůbec nic.

Chyba měření to podle všeho není. Signál se objevil ve všech čtyřech souborech kombinovaných expozic, při obou úhlech pozorování, a srpnová i listopadová data se shodovala. Zvláštní je i to, že by byl dost silný na zachycení už při dřívějším průzkumu JADES v říjnu 2022. Pokud tam tehdy byl, Webb by ho podle výzkumníků neměl minout. Zdroj tedy možná vznikl až později, nebo se výrazně změnila jeho jasnost.

Čtyři kandidáti, žádný přesvědčivý

Vědci zvažují čtyři vysvětlení a u žádného se nepodařilo smířit všechny nesrovnalosti. První je velmi vzdálená galaxie z raného vesmíru. Taková by mohla vytvořit výraznou čáru, jenže její světlo by muselo projít závojem neutrálního vodíku, který mladý vesmír vyplňoval, a zůstává otázka, proč ji nezachytila starší pozorování.

Druhou možností je mladší galaxie. Ta by ale obvykle zářila i v dalších čarách, a ty tu chybí. Podobně je to u třetího kandidáta, supernovy, tedy exploze hvězdy na konci života, která dokáže oblast načas výrazně zjasnit. Ani u ní se nenašly očekávané doprovodné čáry.

Poslední možnost zní nejdramatičtěji: černá díra, která gravitací roztrhá hvězdu a pohltí část její hmoty. Při takové slapové destrukci může vzniknout silné záření, i když ostatní projevy události zůstanou příliš slabé. Důkazy ve prospěch této varianty však zatím chybějí.

Rozhodnou další data

Hlavním problémem je nedostatek informací. Jediná čára nestačí k určení vzdálenosti ani fyzikální povahy zdroje, protože se světlo cestou rozpínajícím se vesmírem posouvá k delším vlnovým délkám. Autoři práce, publikované v časopise The Astrophysical Journal, zdůraznili, že objekt je mimořádně neobvyklý a ukazuje na extrémní fyzikální podmínky.

Tým proto chystá další pozorování s citlivější spektroskopií. Pokud se podaří zachytit další čáry, upřesní se vzdálenost i proces, který světlo vytvořil. Zatím nevíme, jestli za ním stojí podivná galaxie, umírající hvězda, nebo drama u černé díry. Jisté je jen jedno: i nejdůkladněji zmapovaný kout oblohy může skrývat něco, na co dnešní měření nestačí. Co by to mohlo být podle vás?