Kép jóváírása: NRAO
A Nemzeti Tudományos Alapítvány Robert C. Byrd Zöld Bank-távcsövét (GBT) használó csillagászok egy csoportja végezte el első döntő módon a galaxisok kialakulásának maradék építőelemeit - semleges hidrogénfelhőket -, amelyek az Andromeda-galaxis környékén rekednek. az Andromeda csillagkép, a Tejúthoz legközelebb eső nagy spirális galaxis.
Ez a felfedezés segíthet a tudósoknak megérteni a Tejút és az összes spirális galaxis felépítését és fejlődését. Ez megmagyarázhatja azt is, hogy az érett galaxisokban egyes fiatal csillagok miért vannak meglepő módon elmaradva azokból a nehéz elemekből, amelyeket kortársaik tartalmaznak.
„Úgy gondolják, hogy az óriási galaxisok, mint például Andromeda és a Tejút, ismételt egyesülések útján alakulnak ki kisebb galaxisokkal, és hatalmas számú, még alacsonyabb tömegű„ felhő ”válik létre - olyan sötét tárgyak, amelyekben nincs csillag, sőt még túl kicsik ahhoz, hogy galaxisokká váljanak. ”- mondta David A. Thilker a Johns Hopkins Egyetemen, a Baltimore-ban, Maryland-ben. "Az elméleti tanulmányok azt sugallják, hogy a galaktikus növekedésnek ez a folyamata ma folytatódik, ám a csillagászok eddig nem tudták észlelni a közeli galaxisokba eső várható kis tömegű" építőelemeket "."
A Thilker kutatását az Astrophysical Journal Letters publikálja. Egyéb közreműködők: Robert Braun, a Holland Csillagászati Kutatási Alapítvány; Rene A.M. Walterbos, az Új-Mexikói Állami Egyetem; Edvige Corbelli, az Osservatorio Astrofisico di Arcetri olaszországi tagja; Felix J. Lockman és Ronald Maddalena a Nemzeti Rádiós Csillagászati Megfigyelő Intézet (NRAO) részéről, Green Bank, Nyugat-Virginia; és Edward Murphy a Virginiai Egyetemen.
A Tejút és az Andromeda sok milliárd évvel ezelőtt alakult ki egy kozmikus szomszédságban, amely galaktikus alapanyagokkal telt el - ezek között a hidrogén, a hélium és a hideg sötét anyag volt az elsődleges alkotóelemek. Mostanra ennek a nyersanyagnak a nagy részét valószínűleg a két galaxis elfoglalta, ám a csillagászok azt gyanítják, hogy egyes primitív felhők továbbra is szabadon úsznak.
A korábbi tanulmányok számos semleges atomos hidrogénfelhőt fedtek fel, amelyek a Tejút közelében vannak, de nem része a korongnak. Ezeket eredetileg nagysebességű felhőknek (HVC) nevezték, amikor először felfedezték őket, mert úgy tűnik, hogy olyan sebességgel mozognak, amelyet nehéz összehangolni a galaktikus forgással.
A tudósok bizonytalanok voltak abban, hogy a HVC-k a Tejút építőköveit tartalmazzák, amelyek eddig elkerültek a felfogást, vagy ha a Tejúton belül energetikai folyamatok (többszörös szupernóva) révén a gázkövetés váratlan sebességre gyorsult fel. Az Andromeda galaxishoz kapcsolódó hasonló felhők felfedezése megerősíti azt az esetet, hogy ezeknek a HVC-knek legalább néhány valóban galaktikus építőeleme.
A csillagászok rádiótávcsövekkel képesek felismerni a semleges atom hidrogén által természetesen kibocsátott 21 centiméteres sugárzást. Az alacsony tömegű galaktikus építőelemek elemzése során az a nehézség, hogy természetes rádiófrekvenciájuk rendkívül halvány. Még a legközelebb állókat is, a Galaxist körül keringő felhőket, nehéz tanulmányozni a súlyos távolságbeli bizonytalanságok miatt. "Tudjuk, hogy a Tejút HVC-k viszonylag közel vannak, de pontosan mennyire közel van udvariasan nehéz meghatározni" - mondta Thilker.
A korábbi kísérletek hiányzó műholdak megtalálására a jól ismert távolságra lévő külső galaxisok környékén kudarcot valltak, mivel nagyon érzékeny műszerre van szükség, amely képes nagy pontosságú képeket készíteni, még olyan fényes forrás közelében, mint például az Andromeda galaxis.
Ezt a feladatot úgy tekinthetjük, mint a reflektorfény mellett elhelyezett gyertya vizuális megkülönböztetése. A nemrégiben üzembe helyezett GBT újszerű kialakítása ragyogóan felel meg ezeknek a kihívásoknak, és elsőként megnézte a csillagászok az Andromeda körüli zsúfolt környéket.
Az Andromeda galaxist azért célozták meg, mert ez a legközelebbi hatalmas spirális galaxis. "Bizonyos értelemben a gazdagok meggazdagodnak, még az űrben is" - mondta Thilker. „Ha minden más egyenlő, akkor arra számíthatunk, hogy több ősi felhőt talál egy nagy spirális galaxis közelében, mint például egy kis törpe galaxis közelében. Ez teszi Andromeda jó helyet a keresésre, különös tekintettel a relatív közelségére - mindössze 2,5 millió fényévnyire a Földtől. "
Amit a GBT képes volt meghatározni, az egy 20 különálló semleges hidrogénfelhőből és egy kiterjesztett szálú komponensből állt, amelyek, az csillagászok szerint, mindkettő Andromeda-val társulnak. Ezeknek az objektumoknak - látszólag Andromeda halójának gravitációs hatása alatt - úgy gondolják, hogy a „hiányzó” (valószínűleg a sötét anyag által dominált) műholdak gázhalmazai és azok egyesülési maradványai. Őket 163 000 fényév alatt találták meg Andromeda után.
A kedvelt kozmológiai modellek megjósolták ezeknek a műholdaknak a létezését, és felfedezésük betudhatja az univerzumban hiányzó „hideg sötét anyag” némelyikét. Ezenkívül annak megerősítése, hogy ezek az alacsony tömegű tárgyak mindenütt jelen vannak a nagyobb galaxisok körül, segíthet megoldani a rejtélyt, hogy miért bizonyos fiatal csillagok, úgynevezett G-törpe csillagok, kémiailag hasonlóak azokhoz, amelyek milliárd évvel ezelőtt fejlődtek ki.
A galaxisok öregedésével a csillagok magjában és a szupernóvák kataklizmikus robbanásaiban a nukleáris reakciók által képzett nehéz elemek nagyobb koncentrációban fejlődik ki. Ezek a robbanások nehéz elemeket vezetnek a galaxisba, amelyek bolygókká válnak, és felkerülnek a csillagok következő generációjára.
A Tejút és más galaxisok fiatal csillagainak spektrális és fotometrikus elemzése azonban azt mutatja, hogy van egy bizonyos számú fiatal csillag, amelyek meglepően elmaradtak a nehéz elemekből, ezért olyan csillagokra hasonlítanak, amelyeknek a galaktikus evolúció korai szakaszában kellett volna kialakulniuk. .
"Ennek a furcsa rendellenességnek az egyik módja egy nyers galaktikus anyag friss forrása, amelyből új csillagokat képezhetnek" - mondta Murphy. "Mivel a nagy sebességű felhők lehetnek a galaxisok kialakulásának maradék építőelemei, ezek majdnem tiszta hidrogénkoncentrációkat tartalmaznak, leginkább a nehézfémektől mentesen, amelyek régebbi galaxiseket vetnek fel." Ezért nagy galaxisokká történő egyesülésük megmagyarázhatja, hogy milyen friss anyag áll rendelkezésre a G-törpe csillagok kialakulásához.
Az Andromeda galaxis, más néven M31, egyike annak a kevés galaxisnak, amely a Földtől szabad szemmel látható, és halvány foltnak tekintik az Andromeda csillagképben. Egy szerény távcsövön keresztül tekintve azt is kideríti, hogy két kiemelkedő műholdas törpe galaxisával rendelkezik, az M32 és az M110 néven ismert. Ezek a törpék, valamint a Thilker és munkatársai által vizsgált felhők, végül egyesülnek Andromeda-val. A Tejút, az M33 és az Andromeda galaxis, valamint körülbelül 40 törpe társa alkotja az úgynevezett „helyi csoportot”.
Manapság Andromeda talán a leginkább tanulmányozott galaxis, nem a Tejút. Valójában sok olyan dolgot, amelyet a galaxisok természetéről ismertünk, mint például a Tejút, Andromeda tanulmányozásával tanultuk meg, mivel saját galaxisunk általános tulajdonságait rejti a belső kilátás. "Ebben az esetben az Andromeda jó analóg a Tejút számára" - mondta Murphy. „Ez tisztázza a képet. A Tejút belsejében való élet olyan, mintha megpróbálnánk meghatározni, hogy néz ki házad belülről, anélkül, hogy odamenne. Ha azonban a szomszédok házát nézi, akkor érzésedhet, hogy néz ki a saját otthonod. ”
A GBT a világ legnagyobb, teljesen kormányozható rádióteleszkópja.
A National Radio Astronomy Observatory a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc. együttműködési megállapodás alapján működtetnek.
Eredeti forrás: NRAO sajtóközlemény
