V tradičním chápání astronomie má plyn ve vesmíru obvykle stejný osud: soustředí se, ochlazuje a vytváří nové hvězdy. Nedávné pozorování však odhalila objekt, který zpochybňuje tuto dlouho zavedenou představu. Jim je masivní mračno plynu známé jako Cloud-9, které se zdá, že nikdy nevytvořilo žádnou hvězdu. Jeho studium představuje jedinečnou příležitost lépe porozumět tomu, jak se organisovala hmota v primárním vesmíru a proč všechny kosmické struktury neposlouchaly stejnou evoluční cestu.

Popis Cloud-9

Cloud-9 se nachází v blízkosti spirální galaxie Messier 94, přibližně čtrnáct milionů světelných let od Země. Na první pohled by se mohlo zdát, že jde o slabou a malou galaxii, avšak podrobná analýza tuto možnost vyloučila. Nebyly zde pozorovány žádné hvězdy, ani ty nejjasnější, a to i přesto, že byly použity přístroje schopné detekovat extrémně slabé hvězdné populace. Vše ukazuje na to, že se jedná o izolované mračno plynu, dominantně ovlivněné gravitací temné hmoty.

Plyn v Cloud-9 je převážně tvořen neutrálním vodíkem, což je nejhojnější prvek ve vesmíru a základní surovina pro formaci hvězd. Tento vodík je detekován pomocí rádioteleskopů, jelikož vyzařuje záření na charakteristické vlnové délce, jež umožňuje zmapovat jeho rozložení, i když není přítomné viditelné světlo. V případě Cloud-9 rádiová pozorování ukazují rozsáhlou a soudržnou strukturu, dostatečně masivní, aby se nerozpadla, avšak překvapivě neschopnou zahájit proces tvorby hvězd.

Aby vztah k REHLIC

V kosmologii se naznačovalo, že po Velkém třesku vzniklo mnoho halo temné hmoty, schopných přitahovat plyn. V mnoha případech se tento plyn ochladil a vedl k vytvoření jasných galaxií. Nicméně také bylo navrženo, že některá z těchto halo nedosáhla potřebné hmotnosti, aby se plyn ochladil dostatečně pro vznik hvězd. Těmto objektům se říká RELHIC (reionization-limited H I cloud), což je zkratka odkazující na mračna neutrálního vodíku, jejichž stav je ovlivněn ultrafialovým zářením, které naplňuje vesmír od jeho pradávných dob.

Cloud-9 se výrazně hodí do této definice. Plyn zde je v rovnováze s tímto pozadím záření, což zabraňuje jeho ochlazení a kolapsu. Jinými slovy, fyzikální podmínky potřebné pro vznik hvězd nikdy nebyly dosaženy. Mračno zůstalo, jaksi zavěšeno v mezistavu: dostatečně svázáno gravitací temné hmoty, aby zůstalo soudržné, ale neschopné vyvinout se do konvenční galaxie.

Tento typ objektu byl někdy označován jako „neúspěšná galaxie“, i když tento termín může být zavádějící. Nejde o galaxii, která selhala, ale o strukturu, která od počátku následovala jinou evoluční cestu. Její existence potvrzuje, že vesmír neprodukoval pouze jasné galaxie, ale také tichou populaci mračen dominovaných temnou hmotou, které jsou viditelné pouze pro nejspecializovanější přístroje.

Potvrzení standardního kosmologického modelu

Zájem o Cloud-9 přesahuje jeho vzácnost. Jeho objev poskytuje přímou podporu současným kosmologickým modelům, zejména rámci známému jako standardní model kosmologie, který popisuje vesmír dominovaný temnou hmotou a temnou energií. Dlouho tyto modely předpovídaly existenci mnoha halo bez hvězd, ale chyběly jasné pozorovací příklady. Cloud-9 se tak ukazuje jako klíčový prvek pro kontrast mezi teorií a pozorováním.

Kromě toho studium tohoto typu mračen pomáhá lépe pochopit hranice formace hvězd. Pomáhá odpovědět na základní otázku: proč se některé koncentrace plynu mění na galaxie plné hvězd, zatímco jiné zůstávají navždy temné? Odpověď nezávisí pouze na množství plynu, ale rovněž na jeho interakci se zářením, na hloubce gravitačního jámy vytvořené temnou hmotou a na fyzikálních podmínkách vesmíru v různých fázích jeho historie.

Kosmicý fosil

Je pravděpodobné, že Cloud-9 nebude ojedinělým případem. Tyto objekty jsou extrémně obtížné detekovat, zejména protože nevydávají viditelné světlo. Jak budou přístroje pro rádiové a vesmírné teleskopy i nadále zlepšovat, můžeme očekávat, že se identifikují další podobné objekty.

Je zajímavé si uvědomit, že Cloud-9 je v podstatě jako kosmický fosil. Zvířecí fosil není naživu, ale poskytuje nám mnoho informací o tom, jaká byla doba, kdy žil. Cloud-9 nemá hvězdy jako konvenční galaxie, ale osvětluje základní procesy, které formovaly vesmír.

Reference: Gagandeep S. Anand, Alejandro Benítez-Llambay, Rachael Beaton, Andrew J. Fox, Julio F. Navarro, a Elena D’Onghia (2025) „The First RELHIC? Cloud-9 is a Starless Gas Cloud“, The Astrophysical Journal Letters doi: 10.3847/2041-8213/ae1584

O autorovi: César Tomé López je popularizátor vědy a redaktor Mapping Ignorance.