Dane zebrane przez radioteleskop Arecibo przed jego katastrofą z końca minionego roku pomogą nam lepiej zrozumieć, jak uformowało się nasze lokalne sąsiedztwo galaktyczne.
Arecibo był największym na świecie radioteleskopem z pojedynczą czaszą do 2016 roku, gdy został zdeklasowany przez chiński pięciusetmetrowy teleskop FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope). Pod koniec 2020 roku ważąca 900 ton platforma odbiornika Arecibo nagle i spektakularnie spadła na znajdującą się poniżej czaszę, uszkadzając tym samym cały instrument.
Tymczasem zespół astronomów z University of Western Australia i International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) w Perth wykorzystał niedawno obserwacje pobliskich galaktyk wykonane teleskopem Arecibo do ważnych badań nad relacją Falla. Ta przedstawiona po raz pierwszy przez S. Michaela Fall'a w 1983 roku zależność sugeruje, że masa gwiazd wchodzących w skład danej galaktyki oraz rotacja tej galaktyki są ze sobą bezpośrednio powiązanie i dyktują sposób, w jaki będzie ona rosła i ewoluowała.
Na ilustracji: Diagram relacji Falla. Źródło: eurekalert.org.
Nowe badania opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) przedstawiają wyniki testowania tej zależności z wykorzystaniem danych zebranych dla aż 564 galaktyk o różnych kształtach i wiekach. To jak dotąd największa reprezentatywna próbka tego typu. Główna autorka badań Jennifer Hardwick twierdzi, że pomogą nam one lepiej zrozumieć sposób, w jaki ewoluowały i formowały się różne galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna. Relacja Falla została po raz pierwszy zasugerowana prawie 40 lat temu, ale wcześniejsze badania mające na celu doprecyzowanie jej właściwości dotyczyły jedynie małych próbek galaktyk i były silnie ograniczane pod względem typów galaktyk.
– Niniejsza praca rzuca wyzwanie obecnemu rozumieniu przez astronomów tego, jak galaktyki zmieniają się w czasie swego życia. Daje przyszłym badaczom pewne ramy potrzebne dla dalszego rozwijania tej teorii - wyjaśnia Hardwick.
Wyniki nowych badań pokazują, że związek pomiędzy masą gwiazd a obrotem galaktyki nie jest taki, jak początkowo sądzono. Różne typy galaktyk wykazują nieco inne relacje między tymi dwoma cechami.
– Ze względu na to, że galaktyki ewoluują przez miliardy lat, zmuszeni jesteśmy pracować jedynie z migawkami ich ewolucji wykonanymi na różnych etapach ich życia, i starać się poskładać ich ewolucję w czasie w jedną spójną całość –dodaje Hardwick. –Dzięki lepszemu zrozumieniu właściwości galaktyk możemy włączyć je teraz do naszych symulacji,
Zdaniem profesora Luki Cortese, promotora i współautora pracy Jennifer Hardwick, przykład ten pokazuje, jak ważne jest ponowne analizowanie badań w miarę postępu technologicznego.
– W ten sposób powstaje cykl rozwoju technologicznego, w wyniku którego pojawiają się nowe odkrycia, które napędzają dalszy postęp - mówi naukowiec. –Zanim jednak dojdzie do nowych odkryć, należy ponownie przeanalizować dotychczasową wiedzę, aby upewnić się, że nasze wcześniejsze założenia były poprawne. Od samego początku astronomii pozagalaktycznej było jasne, że moment pędu jest kluczową właściwością umożliwiającą zrozumienie sposobu, w jaki tworzą się i ewoluują galaktyki. Jednak z powodu trudności w pomiarze wartości momentu pędu brakowało nam bezpośrednich obserwacyjnych ograniczeń dla tej hipotezy. Ta praca stanowi ważny punkt odniesienia dla przyszłych badań, dając jeden z najlepszych pomiarów związków pomiędzy momentem pędu a innymi własnościami galaktyk w lokalnym Wszechświecie.
Nowe badania umacniają również znaczenie Obserwatorium Arecibo w astronomii – także po jego przymusowym odejściu na emeryturę w 2020 roku.
– Choć radioteleskop uległ zniszczeniu w zeszłym roku, obserwacje dotyczące zawartości wodoru atomowego w galaktykach prowadzone przy jego użyciu nadal zapewniają nam najbardziej dogłębny szacunek zawartości gazu w galaktykach – podsumowuje Cortese. – Będziemy musieli poczekać do drugiej połowy dekady, nim tego rodzaju obserwacje zostaną zastąpione przez dane uzyskane za pomocą prekursorów Square Kilometre Array, takich jak australijski SKA Pathfinder Telescope (ASKAP), południowoafrykański Karoo Array Telescope (MeerKAT), oraz chińskiego FAST.
Czytaj więcej:
- Jennifer A Hardwick, Luca Cortese, Danail Obreschkow, Barbara Catinella, Robin H W Cook. xGASS: Characterizing the slope and scatter of the stellar mass–angular momentum relation for nearby galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022; 509 (3): 3751
- Cały artykuł
- Arecibo Observatory has more science to do despite iconic radio telescope's collapse
Źródło: International Centre for Radio Astronomy Research/Sciencedaily
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Obserwatorium Arecibo po katastrofie z grudnia 2020 roku widoczne z kosmosu na zdjęciu satelitarnym wykonanym 23 lutego 2021 roku. Źródło: Maxar Technologies
