Pred 13 miliónmi rokov sa Zemou zrejme prehnala galaktická vlna, ukazuje štúdia

Text vyšiel pôvodne v denníku The Washington Post.

Astronómovia vo vesmíre neustále objavujú zvláštne veci. Najnovšie narazili na niečo, čo pomenovali Radcliffovej vlna.

Táto vlnová reťaz hviezdotvorných mrakov je najväčšou súvislou štruktúrou, akú sme kedy v našej galaxii videli - od začiatku po koniec meria deväťtisíc svetelných rokov a tiahne sa po nočnej oblohe od súhvezdia Veľký pes po súhvezdie Labuť, pričom medzi nimi sa nachádza súhvezdie Orión.

Teraz sa ukázalo, že Radcliffovej vlna sa dokonca aj vlní. Tvrdia to vedci v článku, ktorý v utorok uverejnil časopis Nature.

Pri vlnení stúpajú hviezdotvorné mraky vysoko nahor, nad rovinu galaxie, a potom opäť klesajú nadol, pod rovinu galaxie. Tento druh oscilácie je známy ako putujúca vlna - podobá sa aktu športových fanúšikov, ktorí na štadióne robia mexickú vlnu tak, že synchronizovane vyskakujú zo svojich sedadiel.

„Teraz sa potvrdila táto vlnová problematika. V minulosti sa dajú nájsť práce, ktoré ju naznačujú,“ povedal Bob Benjamin, astronóm z Wisconsinskej univerzity vo Whitewateri, ktorý sa na tomto novom výskume nepodieľal. „Táto najnovšia práca je naozaj šikovným krokom k pochopeniu pôvodu tejto štruktúry.“

Štruktúra sa nachádza v našej galaxii – vo vzdialenosti 500 svetelných rokov.

Je tu však ešte niečo: Zdá sa, že našu slnečnú sústavu rozvlnila Radcliffovej vlna približne pred 13 miliónmi rokov. A to mohlo byť pre život na Zemi zaujímavé obdobie. V týchto hviezdotvorných oblastiach je viac než dosť explodujúcich hviezd.

„Myslíme si, že pred 13 miliónmi rokov sme mohli prejsť festivalom vybuchujúcich supernov,“ povedala spoluautorka štúdie Catherine Zucker, astrofyzička z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Pohyb v Mliečnej dráhe

Ešte pred niekoľkými rokmi si nikto neuvedomoval, že mnohé hviezdotvorné mraky relatívne blízko Slnka sú súčasťou súvislej štruktúry. Je to preto, že astronómovia vidia vzdialené galaxie lepšie ako tú, ktorá nás obklopuje, Mliečnu dráhu. V medzigalaktickom priestore, vzdialenom niekoľko miliónov svetelných rokov, nie je žiadny teleskop, ktorý by získal nádherné snímky celej našej galaxie. Ak existuje, nie je náš.

„Je naozaj ťažké vidieť, akú štruktúru má vaša ruka, ak si ju priložíte veľmi blízko k tvári,“ vysvetľuje Alyssa Goodman, profesorka astronómie na Harvarde a spoluautorka novej štúdie. „Nemáme možnosť lietať mimo galaxie.“

Astronómovia už sto rokov vedia, že Mliečna dráha je len jednou z mnohých galaxií. Vedia tiež, že tá naša je veľká špirálová galaxia, ktorá sa veľmi podobá susednej galaxii Andromeda.

Oblakovité mliečne svetlo, ktoré môžete vidieť za jasnej noci, ponúka pohľad na okraj roviny našej domovskej galaxie. Objavil ho pred štyrmi storočiami Galileo Galilei pomocou ďalekohľadu a je plné jednotlivých hviezd.

Galaxia je akoby disk podobný palacinke z pomerne hustého cesta. My sme priamo v zmesi a vo všetkých smeroch vidíme hviezdy, ktoré sú súčasťou tejto palacinky.

Až v posledných rokoch sa podarilo vytvoriť presnú trojrozmernú mapu hviezd a plynu v našom sektore galaxie. Čiastočne sa tak stalo vďaka Európskej vesmírnej agentúre a jej sonde Gaia, ktorá je určená na bezprecedentne presné meranie vzdialeností miliónov hviezd v našej galaxii a ich vzájomného pohybu.

„Pevné hviezdy“, ako ich nazývajú astronómovia a námorníci, v skutočnosti nesedia len tak v hlbokom vesmíre. Všetko sa pohybuje. Naša slnečná sústava vykoná jeden obeh okolo stredu galaxie v priebehu približne 226 miliónov pozemských rokov.

Joao Alves, Zuckerová, Goodmanová a ďalší šiesti vedci na základe údajov Gaia opísali Radcliffovej vlnu v článku v časopise Nature v roku 2020. Nazvali ju na počesť astronómiek zo začiatku 20. storočia spojených s Radcliffe College, vrátane absolventky Henrietty Leavittovej, ktorá objavila, že periodické zjasňovanie niektorých hviezd kóduje informáciu o ich vzdialenosti od Zeme.

Tento objav bol rozhodujúci pre zistenie, že zaujímavé „špirálové hmloviny“ pozorované teleskopmi sú v skutočnosti štruktúry mimo Mliečnej dráhy - samostatné galaxie vo vesmíre, ktorý je ešte rozsiahlejší, než sa dovtedy predpokladalo.

Zdá sa, že Radcliffovej vlna je podľa štúdie z roku 2022 „zásobárňou plynu“ špirálového ramena našej galaxie, ktoré je najbližšie k Slnku a je známe ako Oriónovo rameno. Ďalšie informácie z programu Gaia umožnili vedcom vytvoriť teoretické modely na sledovanie pohybu hviezdnych zoskupení v rámci Radcliffovej vlny, ktoré odhalili jej vlnenie.

Teraz je však otázkou: Prečo sa Radcliffovej vlna vlní?

Zrejme sa stalo niečo, čo narušilo naše galaktické okolie a vnieslo na oblohu neporiadok. Jednou z možností je, že niečo - možno trpasličia galaxia - narazilo do Mliečnej dráhy a spôsobilo veľký rozruch, pričom táto vlna je efektom vlnenia.

Ďalšou možnosťou je, že sekvencia supernov - výbuchov hviezd, ktoré vyžarujú silné výbuchy žiarenia - spôsobila otras. Mohlo však ísť aj o kombináciu viacerých faktorov.

„Mohlo to byť tak, že hviezdy explodovali ako supernovy a vytlačili plyn a prach z roviny galaxie,“ povedal Ralf Konietzka, doktorand na Harvarde a hlavný autor novej práce. Podľa neho tento vlnovitý vzor zmizne za niekoľko desiatok miliónov rokov.

Prechod Zeme cez vlnu

Podľa Zuckerovej a jej kolegov je tu ešte čo hľadať - a ďalšie vedecké práce sú zatiaľ v nedohľadne. V geologickom zázname by sa mohli objaviť známky toho, že Zem bola ovplyvnená výbuchmi supernov pri tomto dávnom prechode Radcliffovej vlnou.

Zem má magnetické pole, ktoré ju pomáha chrániť pred potenciálne škodlivým žiarením prichádzajúcim zo Slnka. A slnečný vietor vytvára okolo celej slnečnej sústavy veľkú ochrannú bublinu, ktorá nás pomáha chrániť pred nebezpečnými časticami ženúcimi sa vesmírom z iných miest galaxie.

Tu sa však obraz komplikuje „medzihviezdnym počasím“. Blízka supernova mohla stlačiť túto bublinu, nazývanú heliosféra, do takej miery, že naša planéta bola úplne vystavená medzihviezdnemu prostrediu.

Ďalším krokom je preskúmať geologické záznamy a hľadať známky toho, že Zem bola pred približne 13 miliónmi rokov zasypaná izotopom železa, ktorý zodpovedá vystaveniu supernove. A potom to porovnať s čímkoľvek zaujímavým v biologických záznamoch.

„Galaxie môžu byť ešte dynamickejšie, ako sme si doteraz mysleli,“ povedal Konietzka.