Przejdź do głównej zawartości

Gwiazdy wokół Drogi Mlecznej: kosmiczni najeźdźcy czy ofiary ewolucji galaktycznej?

Astronomowie badali niewielką populację gwiazd w halo Drogi Mlecznej, wykazując, że ich skład chemiczny ściśle pasuje do dysku galaktycznego. Podobieństwo to dostarcza przekonujących dowodów, że gwiazdy te pochodzą z wnętrza dysku a nie z wyniku połączenia się galaktyk karłowatych. Uważa się, że przyczyną tej gwiezdnej migracji mogą być teoretycznie oscylacje dysku Drogi Mlecznej jako całości, wywołane przez pływowe interakcje Galaktyki z przelatującą masywną galaktyką satelitarną.


Ziemia wraz z Układem Słonecznym znajduje się w ramieniu Galaktyki zwanym Ramieniem Oriona. Miejsce to pozwala nam na dokładniejsze badanie galaktyk takich, jak na przykład nasza Droga Mleczna.

Ponieważ znajdujemy się wewnątrz Galaktyki, stawia nam to pewne wyzwania w jej zrozumieniu, na przykład w określeniu kształtu czy rozmiaru. Kolejnym problemem jest czas: jak interpretować ewolucję galaktyczną, jeżeli nasze życie jest znacznie krótsze, niż mgnienie kosmicznego oka?

Dzisiaj mamy dość jasny obraz rozległych właściwości Drogi Mlecznej i tego, jak ona pasuje do innych galaktyk we Wszechświecie. Astronomowie klasyfikują ją jako dość przeciętną, dużą galaktykę spiralną, w której większość gwiazd krąży w jej centrum w dysku a pył i gwiazdy spoza krąży w galaktycznym halo.

Owe gwiazdy halo wydają się nie być tam przypadkowo rozmieszczone. Wiele z nich jest zgrupowanych w gigantyczne struktury – ogromne strumienie i obłoki gwiazd, niektóre całkowicie okrążają Galaktykę. Struktury te zostały zinterpretowane jako znaki burzliwej przeszłości Drogi Mlecznej – szczątki pochodzące z grawitacyjnego rozerwania wielu mniejszych galaktyk, które w przeszłości miały atakować Galaktykę.

Naukowcy próbowali dowiedzieć się więcej na temat gwałtownej historii Drogi Mlecznej, patrząc na właściwości gwiazd z resztek, które po sobie pozostawiły. Ich pozycje i ruchy mogą nam dostarczyć wskazówek na temat oryginalnej ścieżki „najeźdźcy”, podczas gdy typy gwiazd, które one zawierają i ich skład chemiczny może nam powiedzieć coś o tym, jak mogłaby wyglądać dawno umarła galaktyka.

Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez dr Marię Bergemann z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu znalazł teraz nieodparte dowody na to, że niektóre z tych struktur halo mogą nie być pozostałościami po inwazji galaktyk, lecz raczej pochodzą z samego dysku Drogi Mlecznej.

Naukowcy zbadali 14 gwiazd znajdujących się w dwóch różnych strukturach w halo galaktycznym, w Trójkąt-Andromeda (Tri-And) oraz skupisku gwiazd A-13, które znajdują się po przeciwnych stronach płaszczyzny dysku Galaktyki. Wcześniejsze badania ruchu tych dwóch struktur dyfuzyjnych ujawniły, że są one kinematycznie powiązane i mogą być związane z Pierścieniem Jednorożca, struktury wokół Drogi Mlecznej. Jednak natura i pochodzenie obu struktur nie została jednoznacznie wyjaśniona. Pozycje, w jakich znajdują się te dwa skupiska gwiazd można określić na około 5 kiloparseków (14 000 lat świetlnych) powyżej i poniżej płaszczyzny Galaktyki.

Bergemann i jej zespół po raz pierwszy przedstawili szczegółowe wzory obfitości chemicznej tych gwiazd, uzyskane za pomocą wysokiej rozdzielczości widm wykonanych za pomocą teleskopów Keck i VLT, dzięki czemu mogą je połączyć z macierzystymi populacjami gwiazd.

Porównując skład chemiczny tych gwiazd ze znalezionymi w innych kosmicznych strukturach, naukowcy byli zaskoczeni, że są niemal identyczne, zarówno w obrębie tych grup, jak i między nimi, i ściśle pasują do wzorców obfitości gwiazd dysku Drogi Mlecznej. Dostarcza to przekonujących dowodów, że gwiazdy te najprawdopodobniej pochodzą z cienkiego dysku galaktycznego (młodsza część Drogi Mlecznej, skoncentrowana na płaszczyźnie Galaktyki), a raczej z gruzów z inwazyjnych galaktyk.

Ale w jaki sposób gwiazdy osiągnęły tak ekstremalne pozycje powyżej i poniżej płaszczyzny dysku galaktycznego? Teoretyczne obliczenia ewolucji Drogi Mlecznej przewidują, że może tak się stać, a gwiazdy zostaną przeniesione na duże odległości wertykalne z miejsca ich narodzin w płaszczyźnie dysku. Ta “migracja” gwiazd jest teoretycznie wyjaśniona przez oscylacje dysku jako całości. Faworyzowanym wytłumaczeniem tych oscylacji jest pływowa interakcja ciemnej materii w halo Galaktyki oraz jej dysku z przechodzącą masywną galaktyką satelitarną.

Odkrycia te są bardzo ekscytujące, ponieważ wskazują, że dysk Drogi Mlecznej oraz jej dynamika są znacznie bardziej złożone, niż wcześniej sądzono. Kolejnym krokiem astronomów będzie przeanalizowanie widma innych gwiazd, zarówno w obu skupiskach, jak i w innych strukturach znajdujących się dalej od dysku. Są także zainteresowani oszacowaniem mas oraz wieku tych gwiazd, aby ustalić ograniczenia czasowe, kiedy nastąpiła interakcja Drogi Mlecznej z galaktyką karłowatą.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…