Obrazový kredit: NRAO
Tím astronómov využívajúci Telescope Green Bank Telescope (GBT) Národnej vedeckej nadácie (National Science Foundation) urobil prvú presvedčivú detekciu toho, čo sa javí ako zvyšné stavebné bloky tvorby galaxie - neutrálne vodíkové oblaky - rojujúce sa okolo galaxie Andromeda, ktorá sa nachádza v súhvezdie Andromeda, najbližšia veľká špirálna galaxia k Mliečnej dráhe.
Tento objav môže pomôcť vedcom pochopiť štruktúru a vývoj Mliečnej dráhy a všetkých špirálových galaxií. Môže tiež pomôcť vysvetliť, prečo sú niektoré mladé hviezdy v zrelých galaxiách prekvapivo zbavené ťažkých prvkov, ktoré ich súčasníci obsahujú.
„O obrovských galaxiách, ako je Andromeda a naša vlastná Mliečna dráha, sa predpokladá, že sa vytvárajú opakovanými fúziami s menšími galaxiami a hromadením obrovského počtu ešte menších„ mrakov “- tmavých objektov, ktorým chýbajú hviezdy, a dokonca sú príliš malé na to, aby sa dali nazvať galaxiami. “, Povedal David A. Thilker z Johns Hopkins University v Baltimore v Marylande. „Teoretické štúdie predpovedajú, že tento proces galaktického rastu pokračuje dodnes, ale astronómovia doteraz nedokázali zistiť očakávané„ stavebné bloky “s nízkou hmotnosťou až do blízkych galaxií.“
Thilkerov výskum je publikovaný v Astrophysical Journal Letters. Ďalšími prispievateľmi sú: Robert Braun z Holandskej nadácie pre výskum v astronómii; Rene A.M. Walterbos zo štátnej univerzity v Novom Mexiku; Edvige Corbelli z Osservatorio Astrofisico di Arcetri v Taliansku; Felix J. Lockman a Ronald Maddalena z Národného rozhlasového observatória rádia (NRAO) v Zelenej banke v Západnej Virgínii; a Edward Murphy z University of Virginia.
Mliečna dráha a Andromeda boli tvorené pred mnohými miliardami rokov v kozmickom prostredí pretekajúcom galaktickými surovinami - medzi ktoré primárne tvorili vodík, hélium a studená temná hmota. Doteraz bola väčšina tejto suroviny pravdepodobne pohltená dvoma galaxiami, ale astronómovia majú podozrenie, že niektoré primitívne oblaky stále voľne plávajú.
Predchádzajúce štúdie odhalili niekoľko oblakov neutrálneho atómového vodíka, ktoré sú blízko Mliečnej dráhy, ale nie sú súčasťou jej disku. Tieto boli pôvodne označované ako vysokorýchlostné oblaky (HVC), keď boli prvýkrát objavené, pretože sa zdali, že sa pohybujú pri rýchlostiach, ktoré je ťažké zmieriť s galaktickou rotáciou.
Vedci si boli istí, či HVC tvorili stavebné kamene Mliečnej dráhy, ktorá doteraz unikla zajatiu, alebo či sledovali, ako sa plyn zrýchlil na neočakávané rýchlosti energetickými procesmi (viac supernov) v Mliečnej dráhe. Objavenie podobných oblakov viazaných na galaxiu Andromeda posilňuje prípad, že aspoň niektoré z týchto HVC sú skutočne galaktickými stavebnými blokmi.
Astronómovia sú schopní používať rádioteleskopy na detekciu charakteristického žiarenia 21 centimetrov emitovaného prirodzene atómovým vodíkom. Veľkým problémom pri analýze týchto nízkohmotných galaktických stavebných blokov bolo, že ich prirodzené rádiové vyžarovanie je veľmi slabé. Dokonca aj tí, ktorí sú najbližšie k nám, oblak obiehajúci okolo našej galaxie, sa dajú ťažko študovať kvôli vážnym neistotám vzdialenosti. "Vieme, že HVC Mliečnej dráhy sú relatívne blízko, ale presne, ako veľmi je ťažké určiť šialene," povedal Thilker.
Predchádzajúce pokusy nájsť chýbajúce satelity okolo vonkajších galaxií na dobre známych vzdialenostiach boli neúspešné z dôvodu potreby veľmi citlivého nástroja schopného vytvárať snímky s vysokou vernosťou, dokonca aj v blízkosti svetelného zdroja, ako je napríklad galaxia Andromeda.
Túto úlohu možno považovať za vizuálnu odlišnosť sviečky umiestnenej v blízkosti bodového svetla. Nová podoba nedávno zadaného GBT splnila tieto výzvy brilantne a poskytla astronómom prvý pohľad na preplnené okolie okolo Andromedy.
Galaxia Andromeda bola zacielená, pretože je najbližšou masívnou špirálovou galaxiou. "V istom zmysle sú bohatí bohatší, dokonca aj vo vesmíre," povedal Thilker. „Ak by boli všetky ostatné rovnaké, dalo by sa očakávať, že v blízkosti veľkej špirálovej galaxie nájdeme viac pravekých mrakov ako napríklad malá trpasličia galaxia. Vďaka tomu je Andromeda dobrým miestom na pozeranie, najmä vzhľadom na jeho relatívnu blízkosť - iba 2,5 milióna svetelných rokov od Zeme. “
Podľa GBT bolo možné určiť populáciu 20 diskrétnych neutrálnych vodíkových mrakov spolu s predĺženou vláknovou zložkou, ktorá je podľa astronómov spojená s Andromedou. Tieto objekty, zdanlivo pod gravitačným vplyvom Andromedovho halou, sa považujú za plynné oblaky „chýbajúcich“ (pravdepodobne temných) dominantov, a ich zvyšky fúzií. Našli sa do 163 000 svetelných rokov od Andromedy.
Priaznivé kozmologické modely predpovedali existenciu týchto satelitov a ich objav by mohol vysvetliť niektoré chýbajúce „studené temné látky“ vo vesmíre. Tiež potvrdenie, že tieto nízkohmotné objekty sú všadeprítomné okolo väčších galaxií, by mohlo pomôcť vyriešiť záhadu, prečo sú niektoré mladé hviezdy, známe ako hviezdy trpaslíka, chemicky podobné tým, ktoré sa vyvinuli pred miliardami rokov.
Ako starnú galaxie, vyvíjajú sa väčšie koncentrácie ťažkých prvkov tvorených jadrovými reakciami v jadrách hviezd a v kataklyzmatických explóziách supernov. Tieto explózie priviedli ťažké galaxie do galaxie, ktoré sa potom stali planétami a boli zachytené v nasledujúcej generácii hviezd.
Spektrálna a fotometrická analýza mladých hviezd v Mliečnej dráhe a ďalších galaxiách však ukazuje, že existuje určitý počet mladých hviezd, ktoré sú prekvapivo zbavené ťažkých prvkov, vďaka čomu sa podobajú hviezdam, ktoré sa mali tvoriť v počiatočných štádiách galaktickej evolúcie. ,
"Jedným zo spôsobov, ako vysvetliť túto zvláštnu anomáliu, je mať čerstvý zdroj surového galaktického materiálu, z ktorého sa môžu vytvárať nové hviezdy," uviedol Murphy. "Pretože vysokorýchlostné oblaky môžu byť zvyšnými stavebnými kameňmi tvorby galaxií, obsahujú takmer nedotknuté koncentrácie vodíka, väčšinou neobsahujúce ťažké kovy, ktoré vysievajú staršie galaxie." Ich zlúčenie do veľkých galaxií by preto mohlo vysvetliť, ako je k dispozícii čerstvý materiál na tvorbu hviezd trpaslíkov.
Galaxia Andromeda, tiež známa ako M31, je jednou z mála galaxií, ktoré sú viditeľné zo Zeme voľným okom, a je považovaná za slabý šmuh v súhvezdí Andromeda. Pri pohľade cez skromný ďalekohľad Andromeda tiež ukazuje, že má dve prominentné satelitné trpasličí galaxie, známe ako M32 a M110. Títo trpaslíci, spolu s mrakmi, ktoré študoval Thilker a spolupracovníci, sú odsúdení na prípadné zlúčenie s Andromedou. Mliečna dráha, M33 a galaxia Andromeda plus asi 40 trpasličích spoločníkov tvoria tzv. „Miestnu skupinu“.
Dnes je Andromeda pravdepodobne najštudovanejšou galaxiou inou ako Mliečna dráha. V skutočnosti sa veľa vecí, ktoré vieme o povahe galaxií, ako je Mliečna dráha, naučilo štúdiom Andromedy, pretože naše vnútorné výhody sú zakrývané celkovými vlastnosťami našej vlastnej galaxie. "V tomto prípade je Andromeda dobrým analógom Mliečnej dráhy," uviedol Murphy. „Objasňuje to obrázok. Žiť vo vnútri Mliečnej dráhy je ako pokúsiť sa zistiť, ako vyzerá váš dom zvnútra, bez toho, aby ste šli vonku. Ak sa však pozriete na domy susedov, môžete získať pocit, ako by mohol vyzerať váš vlastný domov. “
GBT je najväčší plne riaditeľný rádioteleskop na svete.
National Radio Astronomy Observatory je zariadenie Národnej vedeckej nadácie, prevádzkované na základe dohody o spolupráci združenými univerzitami, Inc.
Pôvodný zdroj: NRAO News Release
