Hlavním, a přitom pasivním aktérem děje kolem objevu nejvzdálenějšího objektu ve vesmíru je záblesk gama záření GRB (Gamma-ray Burst) 090423. Na první pohled nesrozumitelné číslo v sobě skrývá datum zachycení záblesku. Zaznamenala ho družice Swift, která je jakýmsi systémem „prvního varování“. „Určí směr, kde se nachází zdroj záblesku aby se na něj mohly zaměřit astronomové s pozemskými přístroji“, říká Michael Prouza z Fyzikálního ústavu AV ČR.
Družice předala zprávu o zachycení záblesku na server NASA. Z něj pak putovala k automatizovaným dalekohledům i jednotlivým astronomům. „Řada kolegů pracujících přímo v observatořích si nechává zprávy o nových záblescích zasílat na mobil,“ říká Michael Prouza, „a jsou ochotní zahájit pozorování kdykoliv, i uprostřed noci.“
Jedna z mnoha zaslaných zpráv zamířila i k astrofyziku Niala Tanvira z univerzity v Leicesteru ve Velké Británii. Pro časopis Science tvrdil, že ho v tu chvíli napadlo jen: „Bože, už zase.“ Dobrý lov Lovci gama záblesků dostávají podobné zprávy několikrát týdně. Znamenají pro ně začátek horečné aktivity. Samotný záblesk v oboru gama záření trvá zpravidla jen pár sekund, jeho protějšek ve viditelném světle pak září několik dnů. Ale ani tak vědci n Vědci nemají mnoho času, intenzita záření poměrně rychle klesá.
Tentokrát ale pozorovatelům přálo štěstí. K záblesku došlo nad Pacifikem, kde zrovna začínala noc, a Tanvir měl kolegy u dalekohledu UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) na Havaji.
Ti byli už 20 minut po zachycení záblesku připraveni zahájit pozorování. Vál však vítr o rychlosti až 80 kilometrů v hodině. Ten mnohatunový dalekohled dokáže rozvibrovat a pokazit pozorování. Astronomové se však nakonec rozhodli riskovat a dóm na krátkou chvíli otevřeli. Silný vítr jim ale umožnit jen 20 minut pozorování. Vědci proto nemohli provést spektrální analýzu záblesku, která umožnila přesně určit vzdálenost a stáří zdroje této gigantické exploze.
Mlčení světla Něco ale prozradilo už prvních pár snímků, které k Tanvirovi a jeho kolegům do Anglie doputovaly po internetu z Havaje. I díky tomu, co na nich chybělo. Kromě infračerveného teleskopu UKIRT se totiž brzy na oblast záblesku zaměřil i dalekohled Gemini. Pořídil snímky v oblasti viditelného světla, na kterých se ale záblesk neobjevil. V infračerveném pásmu viditelný byl.
Pro astrofyziky to byla jasná zpráva, že záblesk pochází z raného vesmíru. S tím, jak se vesmír rozpíná, dochází k tzv. „rudému posuvu“: prodlužování vlnové délky záření, které vesmírem putuje. Proto se původně viditelné záření záblesku „protáhlo“ do infračerveného. Do oblasti viditelného záření se naopak mělo posunout ultrafialové záření. To ale snadno pohlcuje vodík v mezihvězdném prostoru, a tak k Zemi nedorazilo.
Tanvir s kolegy údaje o svém prvním pozorování vyvěsili na internetovém serveru určeném pro „lovce záblesků“. Vyvěšením na pozorování upozornili ostatní kolegy, ale také si jím nárokovali objevitelský primát.
Nové údaje mohlo přinést spektrální pozorování, které by umožnilo určit stáří záblesku. Britský tým spoléhal na dalekohled VLT (Very Large Telescope) Evropské jižní observatoře v Chile. Ten ovšem kvůli své poloze a technických problémům začal pozorování protějský záblesku až 17,5 hodiny po zachycení. A tak britské astronomy asi o tři hodiny předběhla italská skupina pracující na Telescopio Nazionale Galileo na Kanárech.
Italský tým vedený Rubenem Salvaterrem z Italského astrofyzikálního ústavu v Merate své výsledky publikoval 24. dubna asi ve čtyři hodiny ráno italského času. Nevyspalý Tanvir své analýzy zveřejnil až v 8.20. Salvaterre s kolegy určili rudý posuv objektu na 7,6. Tanvirova analýza určila hodnotu 8,2, která se nakonec ukázala být přesnější. Pozorovaný objekt tak vzplanul někdy před 13 miliardami let, asi 600 milionů let po vzniku vesmíru.
Záblesk je jenom jeden z mála signálů, který k nám z tak mladého vesmíru může doputovat. „Říká nám například, že v té době už existovaly velké hvězdy, a s tím musí počítat modely vývoje vesmíru“, říká Michael Prouza.
Je to velmi blízko hranici, za kterou už patrně podobné objekty nelze vůbec pozorovat. „Podobné záblesky patrně vznikají při výbuchu velmi hmotných hvězd a tento pocházel z doby velmi brzy po konci takzvaného temného věku či šerověku, kdy ve vesmíru žádné hvězdy nebyly,“ říká Michael Prouza. Závod do redakce Astrofyzici věděli, že mají v rukou objev, který má hodnotu nejen vědeckou, ale i prestižní: publikace podobných objevů se dostávají do těch nejlepších časopisů. Už během pozorování se mezi astrofyziky rozběhlo vyjednávání o způsobu publikace. Hlavními „hráči“ byl italský tým (který jako první zachytil spektrum objektu) a Tanvir s kolegy (kteří měli první pozorování).
„Obvykle se všechny týmy dohodnou na společné publikaci, protože je pak opravdu velká šance na publikaci ve významném časopise“, říká Michael Prouza „Jejím hlavním autorem bývá ten, kdo má nejzajímavější pozorování.“ V tomto případě se shody nedosáhlo. Údajně proto, že Tanvir nechtěl vyhovět podmínce Salvaterreho týmu, aby se hlavním autorem stal jeden z italských astronomů.
Není to zcela ojedinělá situace, řekl časopisu Science astrofyzik John Nousek - jeden z 45 autorů podepsaných pod prací italského týmu - „závody“ o uveřejnění bývají vypjaté: „A samozřejmě v nich svou roli hraje i ego.“
Obě skupiny se po několika týdnech alespoň shodly, že své práce zašlou společně do jediné redakce. Snímek z pozorování záblesku GRB 090423 (a také obě práce) se tak dostaly na titulní stranu prestižního časopisu Nature. Michael Prouza říká, že pro vědu je soupeření v tomto případě jedině výhodné: „Alespoň máme dvě nezávislé analýzy, které se dobře shodují, a pozorování je o to důvěryhodnější.“ Minulost odhalená Podle současných představ byl záblesk patrně průvodním jevem výbuchu masivní hvězdy z doby před 13 miliardami let. „Představa je taková, že jak hvězda při svém výbuchu odvrhuje různými rychlostmi jednotlivé hmotné ,slupky‘ svého obalu, dochází k jejich interakci s mezihvězdnou hmotou a při těchto srážkách se uvolňuje záření“, říká Michael Prouza.
V první, nejbouřlivější fázi výbuchu se uvolní záblesk gama záření, který trvá vteřiny. Pak následuje dosvit v ostatních částech spektra -a to často v celém rozsahu spektra od velmi krátkých rentgenových vln přes viditelné světlo až po dlouhé rádiové vlny. „Dosvit může trvat až týdny“, říká Michael Prouza.
Většina energie hvězdy se uvolní v úzkém kuželu, takže si exploze všimneme, jen pokud přesně zasáhne Zemi. Přesto vědci zachycují přibližně jeden záblesk denně.
Bohužel se nepodařilo ze spektra určit, jestli hvězda obsahovala těžší prvky nebo jenom vodík a hélium (v tomto bodě se obě publikace rozchází). „Kvůli velikosti červeného posuvu není analýza spektra vůbec jednoduchá, vznikají tam oblasti, kterým se výstižně říká ,les čar‘, ve kterých je těžké nebo nemožné přesně se vyznat,“ vysvětluje Michael Prouza.
I proto „lovci záblesků“ doufají, že k nám brzy znovu zamíří další záblesk dávné minulosti. A znovu zapípají mobily a astronomové se pustí do dalšího závodu.
Obrázek
Pamětník šerověku Záblesk GRB 090423 (uprostřed snímku) k nám připutoval z doby před asi 13 miliardami let. Fotografie je složená ze snímků v různých vlnových délkách. Rentgenové záření zobrazuje oranžová a červená barva. Ultrafialové a okem viditelné záření je vyznačeno modrou a zelenou, které u samotného záblesku chybí. Díky ohromné vzdálenosti (a tím i stáří objektu) se posunuly do jiné části spektra, konkrétně do infračervené.
Slábnoucí dosvit záblesku GRB 090423 v infračerveném spektru zachycený teleskopem Gemini na Havaji Při vzniku gama záblesku se energie hroutící hvězdy podle současných představ vyzáří v jediném úzkém a velmi intenzivním kuželu
Přesné měření posunu spektra určilo, že objekt patrně patřil k vůbec prvním generacím hvězd, které ve vesmíru vznikly
