Astronomowie obserwują oscylację Fali Radcliffe'a
Astronomowie donoszą o oscylacji naszej gigantycznej, gazowej sąsiadki.
Jak Fala Radcliffe'a przemieszcza się przez podwórko naszego Słońca (żółta kropka). Niebieskie kropki to gromady młodych gwiazd. Biała linia to model teoretyczny autorstwa Ralfa Konietzki i współpracowników, który wyjaśnia obecny kształt i ruch Fali. Fioletowe i zielone linie na początku pokazują, jak i w jakim stopniu Fala Radcliffe'a będzie się przemieszczać w przyszłości. Tło stanowi animowany model Drogi Mlecznej.
Źródło: Ralf Konietzka, Alyssa Goodman & WorldWide Telescope
Kilka lat temu astronomowie z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) odkryli jedną z największych tajemnic Drogi Mlecznej: ogromny, falisty łańcuch obłoków gazowych na podwórku naszego Słońca, rodzący gromady gwiazd wzdłuż spiralnego ramienia Galaktyki, którą nazywamy domem.
Nazywając tę zadziwiającą nową strukturę falą Radcliffe’a, na cześć Harvard Radcliffe Institute, gdzie pierwotnie odkryto falowanie, astronomowie z CfA donoszą teraz w Nature, że fala Radcliffe’a nie tylko wygląda jak fala, ale także poruszą się jak fala – oscylując w przestrzeni, podobnie jak „fala” poruszająca się po stadionie pełnym kibiców.
Wykorzystując ruch młodych gwiazd urodzonych w obłokach gazowych wzdłuż fali Radcliffe’a, możemy prześledzić ruch ich gazu macierzystego, aby pokazać, że fala Radcliffe’a faktycznie faluje – powiedział Ralf Konietzka, główny autor artykułu i doktorant w Harvard's Kenneth C. Griffin Graduate School of Arts and Sciences i CfA.
W 2018 roku profesor João Alves z Uniwersytetu Wiedeńskiego otrzymał stypendium w Harvard Radcliffe Institute, gdzie współpracował z Catherine Zucker, wówczas doktorantką na Harvardzie, obecnie astrofizykiem w Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) w CfA, oraz z Alyssą Goodman, profesorem astronomii stosowanej Roberta Wheelera Willsona w CfA. Ich wspólnym celem było zmapowanie trójwymiarowych pozycji gwiezdnych żłobków w galaktycznym sąsiedztwie Słońca. Korzystając z nowych danych z misji Gaia oraz techniki „3D Dust Mapping”, opracowanej przez Douga Finkbeinera, profesora Harvardu w CfA i jego zespół, zauważyli wyłaniający się wzór, co doprowadziło do odkrycia fali Radcliffe’a w 2020 roku.
To największa spójna struktura, jaką znamy, i jest naprawdę blisko nas – powiedziała Zucker. Była tam przez cały czas. Po prostu o tym nie wiedzieliśmy, ponieważ nie mogliśmy zbudować modeli o wysokiej rozdzielczości rozkładu obłoków gazowych w pobliżu Słońca w 3D.
W 2020 roku w CfA opracowano trójwymiarową mapę pyłu, która wyraźnie pokazała istnienie fali Radcliffe’a, jednak żadne dostępne wówczas pomiary nie były wystarczająco dobre, aby sprawdzić, czy fala się porusza. Jednak w 2022 roku, korzystając z nowszej wersji danych Gaia, grupa Alvesa przypisała ruch trójwymiarowy młodym gromadom gwiazd w fali Radcliffe’a. Dysponując pozycjami i ruchami gromad, zespół Konietzki ustalił, że cała fala Radcliffe’a rzeczywiście faluje.
Gromady gwiazd wzdłuż fali Radcliffe’a poruszają się w górę i w dół, podobnie jak ludzie na stadionie sportowym wykonujący „falę”, tworząc wzór, który podróżuje przez nasze galaktyczne podwórko.
Zrozumienie zachowania tej olbrzymiej struktury o długości 9000 lat świetlnych na naszym galaktycznym podwórku, zaledwie 500 lat świetlnych od Słońca w jej najbliższym punkcie, pozwala naukowcom zwrócić uwagę na jeszcze trudniejsze pytania. Nikt jeszcze nie wie, co spowodowało falę Radcliffe’a i dlaczego porusza się ona w taki sposób.
Teraz możemy przetestować wszystkie te różne teorie dotyczące tego, dlaczego fala w ogóle się uformowała – powiedziała Zucker.
Teorie te obejmują zarówno eksplozje masywnych gwiazd, zwanych supernowymi, jak i zaburzenia spoza Galaktyki, takie jak zderzenia karłowatej galaktyki satelitarnej z Drogą Mleczną – dodał Konietzka.
Artykuł w Nature zawiera również obliczenia dotyczące tego, ile ciemnej materii może przyczynić się do grawitacji odpowiedzialnej za ruch Fali.
Okazuje się, że do wyjaśnienia obserwowanego przez nas ruchu nie jest potrzebna żadna znacząca ciemna materia – powiedział Konietzka. Sama grawitacja zwykłej materii wystarcza do napędzania falowania Fali.
Ponadto odkrycie oscylacji rodzi nowe pytania dotyczące przewagi fal zarówno w Drodze Mlecznej, jak i w innych galaktykach. Ponieważ fala Radcliffe’a wydaje się tworzyć kręgosłup najbliższego ramienia spiralnego w Drodze Mlecznej, falowanie Fali może sugerować, że ramiona spiralne galaktyk oscylują w ogóle, czyniąc galaktyki jeszcze bardziej dynamicznymi niż wcześniej sądzono.
Pytanie brzmi: co spowodowało przemieszczenie, które wywołało falowanie, jakie widzimy? – powiedział Goodman. I czy dzieje się tak w całej Galaktyce? We wszystkich galaktykach? Czy zdarza się sporadycznie? Czy dzieje się to cały czas?
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
