Veliki Magellanov oblak je ukradel eno od svojih kroglastih kopic

Astronomi že leta vedo, da so galaksije kanibalistične. Ogromne galaksije, kot je naša Rimska cesta, so pridobile maso z vsrkavanjem manjših sosedov.

Zdaj je videti, da so manjše galaksije, kot je Veliki Magellanov oblak, uživale tudi v manjših sosedih.

Astronomi so odkrili dokaze, da je Veliki Magellanov oblak (LMC), pritlikava satelitska galaksija Rimske ceste, absorbiral kroglaste kopice . Kroglaste kopice niso čisto galaksije; so sferične kopice tisoč ali celo milijonov zvezd in so največja in najbolj masivna vrsta kopic. So starejši in imajo običajno nižjo kovinskost kot odprti grozdi. Astronomi menijo, da lahko kroglaste kopice ostanejo delno koherentne, tudi če jih absorbira večja galaksija, kot je LMC.

Skupina nizozemskih in italijanskih astronomov je objavila članek, v katerem je predstavila svoje dokaze, da LMC postaja vse bolj masiven z absorbiranjem kroglastih kopic. Naslov je ' Relikvija iz preteklega dogodka združitve v Velikem Magellanovem oblaku .” Glavni avtor je Alessio Mucciarelli, profesor na Oddelku za fiziko in astronomijo na Univerzi v Bologni v Italiji. Članek je objavljen v Nature Astronomy.

Kroglaste kopice (GC) so nekako skrivnostne. Dolgo časa so astronomi mislili, da gre za zbirke zvezd, ki so nastale iz enega samega molekularnega oblaka. Zdelo se je, kot da bi imele vse zvezde v kopici enako starost in kovinskost. Toda ko je naša opazovalna moč postajala vse boljša in boljša, se je izkazalo, da večina kopic vsebuje več populacij zvezd različnih starosti in kovin. Zdaj astronomi mislijo, da je po začetnem oblikovanju GC grozda morda naletela na še en velikanski molekularni oblak, ki je sprožil nov krog nastajanja zvezd.

Ta slika vesoljskega teleskopa NASA/ESA Hubble prikazuje kompaktno in oddaljeno kroglasto zvezdno kopico z imenom NGC 7006. To je kroglasta kopica razreda 1, kar pomeni, da so njene zvezde visoko koncentrirane in ne razpršene in razpršene. Avtor slike: NASA Hubble – https://www.flickr.com/photos/ [e-poštni zaščiten] /49200475127/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87407272

Na srečo, čeprav imajo GC lahko več populacij zvezd, se njihova središča lahko držijo skupaj, potem ko se združijo z galaksijo. In to dejstvo je ključnega pomena za to študijo.

Skupina raziskovalcev, ki stoji za to študijo, si je ogledala 11 različnih GC v Velikem Magellanovem oblaku. Ena izmed njih je bila NGC 2005, ki je od središča LMC oddaljena približno 750 svetlobnih let in vsebuje okoli 200.000 zvezd. Zvezde v NGC 2005 se razlikujejo od drugih zvezd v LMC: vsebujejo manj cinka, bakra, silicija in kalcija kot ostalih 10 kopic v LMC.

Astronomi menijo, da je NGC 2005 sam relikt manjše galaksije, ki jo je LMC požrl pred milijardami let. Manjša galaksija je imela nizko učinkovitost nastajanja zvezd in maso, podobno pritlikavi sferoidni galaksiji. V milijardah let se je majhna galaksija raztrgala in večina njenih zvezd se je razširila naokoli. Ampak ne jedro. Potem ko se je preostali del te majhne galaksije raztopil, je jedro ostalo večinoma nedotaknjeno in to jedro se imenuje NGC 2005.

'Pravzaprav vidimo relikt prejšnje združitve.'

D Massari, soavtor, Univerza v Groningenu.

Sestavljena slika NGC 2005 (levo) in Velikega Magellanovega oblaka (desno). Kemična sestava zvezd v kroglasti kopici NGC 2005 se razlikuje od drugih zvezd v Velikem Magellanovem oblaku. To je prvi dokaz o združevanju pritlikavih galaksij zunaj naše Rimske ceste. (c) HLA/Fabian RR/ESO/VMC Survey/Astronomie.nl [CC BY-SA 3.0]

Raziskovalci uporabljajo tehniko, imenovano kemično označevanje, za identifikacijo populacij zvezd, ki imajo skupen izvor, če ni drugih opaznih dokazov, da je populacija povezana. 'Kemično označevanje je ena redkih tehnik, ki nam omogoča sledenje popolnoma raztopljenih satelitov, tudi v odsotnosti kakršne koli kinematično ali prostorsko koherentne relikvije,
zvezde in kopice, ki so bile zaradi svoje anomalne kemične sestave že zdavnaj izgubljene, v nasprotju z okoljem, v katerem živijo danes,« pišejo avtorji.

To ni vedno enostavno, ker se zanaša na spektroskopijo visoke ločljivosti. Zahteva tudi natančno analizo kemičnih številk, ki jih lahko poslabšajo majhne razlike v predpostavkah o astrofizikalnih parametrih predmetov, ki se preučujejo. Najbolj kritičen parameter je efektivna temperatura zvezde. To naredite narobe in ostali rezultati bodo verjetno napačni. Ekipa, ki stoji za to raziskavo, je poskušala premagati te težave z uporabo 11 GC-jev kot sledilnikov.

GC-ji dobro delujejo kot sledilci, saj so tudi po tem, ko se eden raztopi v večji galaksiji, s katero so se združili, njihova jedra še vedno nedotaknjena. 'Takšen grozd bo vodil evidenco o značilnostih okolja, v katerem se je rodil,' pišejo.

Skupina raziskovalcev je primerjala kovinskost zvezd v NGC 2005 z 10 drugimi GC-ji v LMC-ju in s 15 starejšimi GC-ji v Rimski cesti. Kot kaže spodnja tabela, izstopa kovinskost NGC 2005.

Metaličnost NGC 2005 se razlikuje od drugih GC-jev v Velikem Magellanovem oblaku in starejših GC-jev v Rimski cesti. Vsebuje manj silicija, kalcija, bakra in cinka. Povprečna tehtana razmerja številčnosti za [Fe/H], [Si/Fe], [Ca/Fe], [Cu/Fe] in [Zn/Fe] za analizirane LMC in MW stare GC z ustrezno standardno napako in v oklepaji, disperzija tehtanega povprečja. Zasluge za sliko: Mucciarelli et al, 2021.

Toda ali obstajajo drugi dokazi o združitvah?

Skupina pravi, da številčnost kovin v NGC 2005 in drugih GC v LMC kaže, da izvirajo iz regij z bistveno manj učinkovitim nastajanjem zvezd kot preostali del LMC. »To je značilno za pritlikave sferoidne (dSph) satelite Rimske ceste. Zato je naravno, da iščemo med njimi, ko iščemo obstoječo galaksijo, podobno domnevni prednik NGC 2005.

Strelec in Fornax so edine pritlikave sferoidne galaksije, ki krožijo okoli Rimske ceste in so lahko tvorile GC. Strelčeva kovinska kovina je podobna LMC, zato ni podobna NGC 2005. Toda Fornax se bolj ujema v kemični številčnosti in je tudi dovolj velik, da je prednik za nekaj, kot je NGC 2005. »Namesto tega ima Fornax zvezdno dovolj velika (' 2 × 107 M), da sprejme populacijo 5 starih GC-jev, od katerih so štirje v istem masnem območju kot NGC 2005 (&1,3·105M.

Te ugotovitve so bile dovolj, da so ekipo prepričale.

'Pravzaprav vidimo relikt prejšnje združitve,' je dejal Davide Massari, raziskovalec na INAF na Univerzi v Groningenu in soavtor prispevka z Univerze v Groningenu. 'In zdaj smo prvič prepričljivo dokazali, da so majhne galaksije, ki so blizu naši Rimski cesti, nastale iz še manjših galaksij.'

Več:

• Izjava za javnost: Pritlikava galaksija ujame kroglasto kopico
• raziskave: Relikvija iz preteklega dogodka združitve v Velikem Magellanovem oblaku
• Vesolje danes: Astronomi najdejo izdolbeno lupino pritlikave galaksije, ki je trčila v Rimsko cesto pred milijardami let