Przejdź do treści

Ruchy gwiazd w zewnętrznym halo Drogi Mlecznej

Ilustracja przedstawia dysk Naszej Galaktyki w otoczeniu bardziej delikatnego, rozległego halo, złożonego głównie ze starych gwiazd. Astronomowie wykorzystujący Teleskop Hubble'a do obserwacji pobliskiej galaktyki w Andromedzie (M31) nieoczekiwanie zidentyfikowali również kilkadziesiąt gwiazd na „pierwszym planie” - w halo naszej Drogi Mlecznej. Zmierzono poprzeczne prędkości (tu reprezentowane przez strzałki) tych gwiazd. Wnioski wskazują na możliwość występowania tzw. shellu w halo. Być może powstał on na

Spoglądając w głąb ogromnego halo gwiazd, które otacza Drogę Mleczną, astronomowie odkryli dowody na możliwość istnienia tam pewnej warstwy gwiazd stanowiącej reliktem dawnego kanibalizmu uprawianego przez Naszą Galaktykę.


Naukowcy wykorzystali w tym celu Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Pozwolił on po raz pierwszy tak precyzyjnie zmierzyć zachowanie się małej próbki gwiazd, położonych w dużej odległości od centrum galaktyki. Ich ruchy poprzeczne wskazują na to, że gwiazdy te mogą stanowić resztki jakiejś rozdrobnionej galaktyki, którą Droga Mleczna rozerwała grawitacyjnie przed miliardami lat. To poszlaka, że Nasza Galaktyka urosła tak znacznie przynajmniej po części na skutek akreowania mniejszych galaktyk.

Wyjątkowe możliwości obserwacyjne Hubble'a pozwoliły zatem astronomom badać odległą przeszłość Galaktyki. Im bardziej odległe są obserwowane przez nas jej obszary, tym wolniej ewoluowały w stosunku do jej części centralnej. Wynika z tego, że obiekty galaktyczne znajdujące się w jej zewnętrznych regionach nadal noszą w sobie zapis dawnych wydarzeń.

Gwiazdy dają nam także nowe możliwości pomiaru "ukrytej" masy Naszej Galaktyki w postaci ciemnej materii - niewidzialnej jej formie, która nie emituje i nie odbija żadnego promieniowania. We Wszechświecie złożonym ze 100 miliardów galaktyk nasz dom, Droga Mleczna, oferuje naukowcom najbliższy poligon doświadczalny do szczegółowego badania historii i architektury galaktyk.

Zespół astronomów pod kierownictwem Alis Deason z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz zidentyfikow 13 gwiazd umieszczonych w odległości mniej więcej 80 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki. Leżą one w zewnętrznym halo starych gwiazd, które istniały już w czasach, gdy Droga Mleczna dopiero powstawała. Naukowcy zaskoczeni byli tym, że owe gwiazdy wykazały przede wszystkim ruchy boczne i styczne (tangential). To inaczej niż można by oczekiwać. Gwiazdy okolic halo poruszają się głównie po orbitach radialnych. Gwiazdy o takich orbitach poruszają się w kierunku ku centrum galaktyki i z powrotem. Styczne prędkości tych gwiazd mogłyby być wyjaśnione pewną nad-gęstością gwiazd na dystansie 80 000 lat świetlnych od centrum. Powstałaby wówczas pewna powłoka - shell. Podobne struktury obserwuje się w przypadku części znanych galaktyk.

Deason wraz z zespołem mieli do dyspozycji dane archiwalne z Hubble'a. Były to tak naprawdę zdjęcia naszej sąsiedniej galaktyki - Andromedy (M31). Hubble zaglądał bowiem poprzez halo Drogi Mlecznej i miał w zamyśle badania bardziej odległych gwiazdy M31. Jednak nasze własne gwiazdy halo były na pierwszym planie, zakłócając pomiary. Dla badań Deason dane te były jednak jak czyste złoto - dawały unikalną możliwość spojrzenia na ruch gwiazd halo Drogi Mlecznej. Samo jednak znalezienie tych gwiazd było ciężką pracą. Każdy obraz z Hubble'a zawierał ponad 100 000 gwiazd. Astronomowie musieliśmy jakoś znaleźć kilka tych, które w rzeczywistości należały jeszcze do Naszej Galaktyki – to niczym szukanie igły w stogu siana. Astronomowie zidentyfikowali je na podstawie ich kolorów, jasności i ruchów poprzecznych. Gwiazdy halo wydają się też poruszać szybciej niż gwiazdy w M31, ponieważ są one znacznie bliżej nas.

Gwiazdy wewnętrznego halo mają silnie radialne orbity. Kiedy zespół porównał ruchy styczne dla gwiazd zewnętrznego halo z ich ruchami radialnymi, byli bardzo zaskoczeni, że były one równe. Komputerowe symulacje powstawania galaktyk wykazują zwykle rosnącą tendencję do radialnego ruchu dla obiektów poruszających się coraz to dalej w halo. Obserwacje te sugerują zatem odwrotny trend. Istnienie struktury typu shell w halo Drogi Mlecznej jest wiarygodnym wyjaśnieniem wcześniejszych ustaleń naukowców. Takie powłoki mogą tworzyć się na skutek akrecji małych galaktyk satelitarnych. Jest to zgodne z teorią, wedle której Droga Mleczna jest poddana ciągłej ewolucji, m.in. poprzez akreowanie innych galaktyk.

 
Zespół porównał swe wyniki z danymi dla gwiazd halo zapisanymi w słynnym katalogu SDSS (Sloan Digital Sky Survey). I te obserwacje dowodzą zwiększonej gęstości gwiazd leżących w przybliżeniu w tej samej odległości co 13 nowo znalezionych przez Hubble'a gwiazd halo. Dwa takie wyniki to niemal zawsze coś więcej niż tylko przypadek. Co może się dziać, że gwiazdy poruszają się tak bardzo powoli ? Mogę one znajdywać się w tzw. apocentrum, najdalszym punkcie ich orbity wokół jądra Drogi Mlecznej. Spowolnienie daje w efekcie to, że gwiazdy poruszają się jak gdyby w pętliku centrum Galaktyki i z powrotem. Tak więc ich ruch radialny zmniejsza się znacznie w porównaniu z ruchem bocznym i stycznym.

Shelle gwiazdowe zostały już zaobserwowane w halo innych galaktyk, a astronomowie przewidywali od dawna, że i Droga Mleczna może zawierać taką strukturę. Ale do tej pory nie było dobrych dowodów obserwacyjnych na ich istnienie. Gwiazdy halo są ponadto trudno dostrzegalne, bowiem świecą słabo i są rozrzucone po całym niebie.

 

Zachęcony swymi najnowszymi wynikami zespół ma nadzieję na zalezienie jeszcze większej ilości odległych gwiazd halo w archiwum Hubble'a. Celem jest teraz otrzymanie jasnego obrazu tego, jak Droga Mleczna mogła powstawać. Obserwowane, nietypowe ruchy tych gwiazd pozwolą nam być może lepiej zmierzyć całkowitą dystrybucję masy Galaktyki, zdominowanej w dużej mierze przez ciemną materię.

 

Źródło: Elżbieta Kuligowska | astronomy.com

Na zdjęciu: Ilustracja przedstawia dysk Naszej Galaktyki w otoczeniu bardziej delikatnego, rozległego halo, złożonego głównie ze starych gwiazd. Astronomowie wykorzystujący Teleskop Hubble'a do obserwacji pobliskiej galaktyki w Andromedzie (M31) nieoczekiwanie zidentyfikowali również kilkadziesiąt gwiazd na „pierwszym planie” - w halo naszej Drogi Mlecznej. Zmierzono poprzeczne prędkości (tu reprezentowane przez strzałki) tych gwiazd. Wnioski wskazują na możliwość występowania tzw. shellu w halo. Być może powstał on na skutek akrecji mniejszej galaktyki karłowatej przez Drogę Mleczną. Te obserwacje zdają się przemawiać za tym, że Galaktyka ciągle rozwija się i rośnie na skutek „pożerania” mniejszych galaktyk. Źródło: NASA/ESA/and A. Feild (STScI)

(Tekst ukazał się pierwotnie w serwisie Orion, którego zasoby zostały włączone do portalu Urania)

Reklama