Zdanlivý dokonalý poriadok vesmíru je ilúziou. Dynamika vzájomných gravitačných vplyvov často vyhadzuje planéty od ich materských hviezd, hviezdy z galaxií či dokonca celé galaxie z ich domovských galaktických kôp.
Už koncom 80. rokov niektorí astrofyzici uvažovali, že za istých okolností môžu hviezdy nadobudnúť dostatočnú rýchlosť, aby unikli tiaži galaxie, v ktorej sa nachádzajú. Predpoklad zároveň implikoval, že priestor medzi galaxiami nemôže byť úplne prázdny, ale obývaný – hoci len extrémne riedko – osirelými hviezdami. Paradoxne, kým existenciu tzv. hyperrýchlych hviezd sa podarilo potvrdiť až v roku 2005 (dodnes ich poznáme asi dva tucty), medzigalaktické hviezdy astrofyzici prvýkrát spozorovali už v roku 1997. Hubblov vesmírny ďalekohľad vtedy odhalil nie jednu, ale hneď celú hromadu v tzv. galaktickej kope Panny. Krátko na to sa podarilo objaviť ďalšie osirelé hviezdy v galaktickej kope Pec (Fornax). Z toho, čo sa zdalo ako senzácia, sa napokon vykľula len veľmi chabá predzvesť vskutku šokujúcich ďalších objavov.
Medzi galaxiami
V rokoch 2010 a 2012 vedci vyslali na palube sondážnej rakety do vesmíru špeciálne výskumné zariadenie projektu CIBER. Jeho úlohou bolo zachytávať častice vesmírneho žiarenia. Pri vyhodnocovaní získaných dát vedcov zaskočilo, aká veľká časť zachytených častíc pochádzala zo zdroja, ktorého červený posun naznačoval umiestnenie nie v, ale medzi známymi galaxiami. Teda tam, kde sa malo nachádzať zväčša len vákuum, sem-tam každých niekoľko sto miliónov kilometrov zahustené zrniečkom kozmického prachu. Odtiaľto podľa tradičných predstáv nemalo pochádzať žiadne žiarenie. A ak by sme aj brali ohľad na jeden a pol dekády predtým objavené, ale podľa predpokladov extrémne vzácne osirelé hviezdy, malo ho byť neporovnateľne menej. Ibaže prázdnota sa prejavovala ako zdroj absurdne vysokého počtu častíc. Zdrojom pritom nemohli byť žiadne exotické telesá. Ako sa ukázalo, vyžiarili ho hviezdy. Vyhodnotenie experimentom získaných dát naznačilo, že mimo galaxií sa môže nachádzať až polovica všetkých hviezd.
Osireli pre zrážky
Na prvý pohľad ide o nevysvetliteľne vysoký počet. Aká sila by dokázala spôsobiť, že miliardy a miliardy hviezd (iba Mliečna cesta ich obsahuje asi 200 až 400 miliárd) opustili svoje kozmické domoviny? S istotou nemôže ísť o hyperrýchle hviezdy, ktoré získavajú svoje enormné zrýchlenie len vďaka veľmi špecifickým okolnostiam. Tými okolnosťami sú gravitačne tesne previazané dvojhviezdne systémy, z ktorých jedno, ale nie druhé z telies pohltí supermasívna čierna diera. A to je mimoriadne vzácny jav.
Medzi galaxiami objavené hviezdy zrejme osireli zväčša kvôli galaktickým zrážkam. Zrážky galaxií sú v kozme podľa všetkého veľmi bežné. Poukazuje na to aj početnosť supermasívnych čiernych dier, ktoré vznikajú najčastejšie práve pri takýchto katastrofách spájaním pôvodne menších centrálnych čiernych dier galaxií. Hmotnosť týchto pažravých monštier sa môže rovnať miliónom až miliardám Sĺnk, pritom niektoré bežné čierne diery mimo galaktických centier dosahujú iba trojnásobne vyššiu hmotnosť než Slnko.
Galaktické kolízie sú zároveň príčinou, prečo je veľká väčšina galaxií pre zložitý makroskopický život kompletne neobývateľná. Po zrážke totiž zostáva galaxia dlhodobo ožarovaná extrémnymi dávkami gama žiarenia masového výskytu supernov. Supernovy, teda explodujúce hviezdy, tu hromadne vzniknú ako konečný dôsledok búrlivej produkcie gigantických, ale krátko žijúcich hviezd, ktorá v kolidujúcich galaxiách nastáva kvôli zrážkam ich plynno-prachových mračien.
Naša vlastná galaxia absolvovala pred miliardami rokov aspoň jednu takúto zrážku. Pozostatkom impaktora je guľovitá hviezdokopa Omega Centauri. Na jej cudzí pôvod poukazuje chemické zloženie, odlišujúcim sa od iných hviezd Mliečnej cesty. Mimochodom, ďalšia zrážka čaká náš vesmírny domov asi o päť až sedem miliárd rokov. Vtedy sa zrazí so svojou susedou, Andromedou.
Gravitačné vyhodenie
Pojem „galaktická zrážka“ môže vyvolať nesprávnu predstavu vzájomných kolízií jednotlivých hviezd a planét. V skutočnosti k ničomu takému nedôjde. Aj galaxie najbohatšie na hviezdy sú totiž na to príliš „riedke“. Čo sa ale pri týchto kozmických armagedonoch naozaj deje, je akýsi gravitačný gulečník. Mnohé hviezdy vyhodia von z ich materskej galaxie vzájomné interakcie tiaží jednotlivých hviezd a hviezdnych zoskupení. Ďalším zdrojom medzigalaktických hviezd sú zrejme trpasličie galaxie. Keďže sa v nich nachádza pomerne málo hviezd a inej hmoty, majú len slabú tiaž. To znamená, že ich hviezdam stačí dosiahnuť oveľa nižšiu únikovú rýchlosť, aby sa od nich odpútali.
Zblúdilé galaxie
Nielenže sme priamo v Mliečnej ceste objavili asi dva tucty hviezd, ktoré sú na najlepšej ceste opustiť svoju galaxiu, podarilo sa taktiež objaviť celú hviezdokopu, ktorá sa rýchlosťou viac ako tri milióny kilometrov za hodinu rúti do prázdnoty. Pravda, táto hviezdokopa, známa pod označením HVHC-1, sa nenachádza v Mliečnej ceste, ale v supergigantickej eliptickej galaxii Messier 87, ktorá leží asi 54 miliónov svetelných rokov od Zeme.
Na jar tohto roku sa podarilo zistiť, že vesmírnymi sirotami sa môžu stať nielen hviezdy a hviezdokopy, ale aj galaxie. Ak dosiahnu potrebnú rýchlosť, uniknú zo svojho zoskupenia – galaktickej kopy či superkopy, a teda aj z vlákna najväčšej štruktúry vesmíru, ktorý tieto zoskupenia tvoria, z „vesmírnej pavučiny“. Ich novým domovom sa stane medzigalaktická prázdnota. Pravda, aby sa galaxia odpútala od svojho zoskupenia, musí dosiahnuť omnoho vyššiu rýchlosť, ako hviezda unikajúca z galaxie. Podľa odhadov ide o rýchlosť viac ako 10 miliónov kilometrov za hodinu.
Osirelí drobci
Zblúdilé galaxie sa podarilo objaviť náhodou. Americko-ruský astrofyzik Igor Chilingarian sa spolu s kolegami snažil spozorovať kompaktné eliptické galaxie. Tie sú nielenže vzácne – pred výskumom sa ich podarilo objaviť asi tridsať, ale aj drobné, s priemerom len niekoľko sto svetelných rokov. Na porovnanie, Mliečna cesta dosahuje priemer približne stotisíc svetelných rokov. Chilingarianov výskum identifikoval celé dve stovky galaktických drobcov, čo by samo o sebe znamenalo obrovský objav. Keď sa však na nich pozrel podrobnejšie, zistil, že jedenásť z nich sa nenachádzalo v galaktických kopách. Boli celkom izolovaní. Izolovaní od iných kompaktných špirálovitých galaxií, izolovaní od veľkých galaxií, izolovaní aj od galaktických zoskupení.
Toto zistenie prekvapilo aj preto, že kompaktné špirálovité galaxie sa považovali za pozostatky väčších galaxií, okyptené o väčšinu svojich hviezd pri galaktických kolíziách. To by znamenalo, že by sa mali nachádzať v blízkosti veľkých galaxií. Ako sa z nich teda stali osamelí pútnici prázdnotou? Podľa fyzikov podobne, ako vznikajú hyperrýchle hviezdy. Gravitačnou interakciou troch telies. V tomto prípade dvoch gravitačne previazaných galaxií, z ktorých jedna „okradla“ svojho partnera o väčšinu hviezd. Potom sa do páru vmiesi tretia galaxia, ktorá drobného, kompaktného člena zo zoskupenia vymrští, ale takpovediac za trest zostane pohltená zvyšným, väčším členom pôvodného páru.
Dušan Valent
foto NASA, SITA, ESA, archív
Celý článok si prečítate v septembrovom čísle GOLDMAN (2015)