Tako kot mamljive malenkosti, shranjene v obsežnih vdolbinah lastnega hladilnika, imajo astronomi, ki uporabljajo Nasin vesoljski teleskop Hubble, dokaze o lupini zvezd, ki je ostala od enega od obrokov Rimske ceste. V študiji, ki bo objavljena v prihodnji številki revijeAstrofizični časopisRaziskovalci so razkrili skupino zvezd, ki se premikajo bočno – gibanje, ki kaže na dejstvo, da je naša galaksija med svojim razvojem morda zaužila drugo.
»Hubbleove edinstvene zmogljivosti omogočajo astronomom, da odkrijejo namige o oddaljeni preteklosti galaksije. Bolj oddaljena področja galaksije so se razvijala počasneje kot notranji deli. Objekti v zunanjih regijah še vedno nosijo podpise dogodkov, ki so se zgodili davno,« je dejal Roeland van der Marel z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop (STScI) v Baltimoru v Marylandu.
Ne glede na to, kako radovedna je ta lupina zvezd, ponujajo še več informacij, saj razkrivajo priložnost za preučevanje skrivnostne skrite mase Rimske ceste – temne snovi. Z več kot sto milijardami galaksij, razporejenih po vesolju, je kaj boljšega mesta za ogled od blizu kot tukaj doma? Skupina astronomov, ki jo vodi Alis Deason z Univerze v Kaliforniji, Santa Cruz, in van der Marel je preučevala zunanji halo, območje, ki je približno 80.000 svetlobnih let od središča naše galaksije, in identificirala 13 zvezd, ki so morda prišle na dan na samem začetek nastanka Rimske ceste.
Kaj je tako posebnega pri tej skupini geriatričnih sonc? V tem primeru je to njihovo gibanje. Namesto da bi krožile po radialni orbiti, te starejše zvezde kažejo tangencialno gibanje – nepričakovano opazovanje. Običajno halo zvezde potujejo proti galaktičnemu središču, da bi se spet vrnile navzven. Kaj bi lahko povzročilo, da se ta dvojna peščica zvezd premika drugače? Raziskovalna skupina domneva, da bi lahko obstajala 'prevelika gostota' zvezd na meji 80.000 svetlobnih let.
Ne glede na to, kako zanimive so te zvezde, je bila ta nenavadna školjka odkrita nekoliko po naključju. Deason in njena ekipa sta iz sedemletne študije arhivskih slik, ki jih je posnel teleskop Hubble iz galaksije Andromeda, odkrili zunanje halo zvezde. Medtem ko smo gledali kakih dvajsetkrat dlje na zvezde naše sosednje galaksije, so se te nenavadne premikajoče se zvezde pojavile kot predmeti v ospredju ... objekti, ki so 'natrpali' slike. Čeprav so bile te halo zvezde slabe za to študijo, so bile zelo dobre za Deasona in ekipo. To jim je dalo priložnost, da si od blizu ogledajo gibanje halo zvezd Rimske ceste.
Vendar videti te zvezde ni bilo lahko. Zahvaljujoč Hubblovi neverjetni ločljivosti in moči zbiranja svetlobe je vsaka slika vsebovala več kot 100.000 posameznih zvezd. 'Nekako smo morali najti tistih nekaj zvezd, ki so dejansko pripadale aureolu Rimske ceste,' je dejal van der Marel. 'Bilo je kot iskanje iglic v plastu sena.'
Kako so torej astronomi ločili zvezde školjke od tistih, ki so pripadale zunanjim robom Andromede? Začetna opazovanja so izbrala zvezde glede na njihovo barvo, svetlost in stransko gibanje. Zaradi paralakse se zdi, da se naše halo zvezde premikajo veliko hitreje preprosto zato, ker so bližje. Z delom člana ekipe Tonyja Sohna iz STSci so bile te revolucionarne zvezde identificirane in izmerjene. Njihovo tangencialno gibanje so opazili in zabeležili s petodstotno natančnostjo. To ni hiter proces, če upoštevate, da se te lupinske zvezde premikajo po nebu le s hitrostjo približno ene miliarsekunde na leto!
»Meritve te natančnosti omogočajo kombinacija Hubblovega ostrega pogleda, večletnih opazovanj in stabilnosti teleskopa. Hubble se nahaja v vesoljskem okolju in je brez gravitacije, vetra, atmosfere in potresnih motenj,« je dejal van der Marel.
Zakaj je ekipa tako prepričana v svoje ugotovitve? Kot vemo, imajo zvezde doma v notranjem haloju naše galaksije zelo radialne orbite. Ko je bila narejena primerjava med bočnim gibanjem zunanjih halo zvezd z notranjimi gibi, so raziskovalci ugotovili enakost. Glede na računalniške simulacije nastanka galaksij bi se morale zunanje zvezde še naprej radialno gibati, ko se premikajo navzven v halo, vendar se te nove ugotovitve izkažejo za nasprotno. Kaj bi to lahko povzročilo? Naravna razlaga bi bil dogodek akrecije, ki bi vključeval satelitsko galaksijo.
Za nadaljnjo utemeljitev svojih ugotovitev je ekipa primerjala svoje rezultate s podatki raziskave Sloan Digital Sky Survey, ki vključuje halo zvezde. To je bil trenutek eureke. Opazovanja, ki jih je opravil SDSS, so razkrila večjo gostoto zvezd na približno enaki razdalji kot pretreseni popotniki. In Rimska cesta ni sama. Druge študije halo zvezd, ki so vključene tako v trikotnik kot v Andromedo, kažejo, da veliko število halo zvezd obstaja do določene točke - le da odpadejo. Deason je ugotovil, da to ni le čudno naključje. 'Morda se dogaja, da se zvezde premikajo precej počasi, ker so v apcentru, najbolj oddaljeni točki v svoji orbiti okoli središča naše Rimske ceste,' je pojasnil Deason. »Upočasnitev ustvari kopico zvezd, ko se vrtijo na svoji poti in potujejo nazaj proti galaksiji. Torej se njihovo gibanje navznoter ali radialno gibanje zmanjša v primerjavi z njihovim bočnim ali tangencialnim gibanjem.'
Čeprav so te ugotovitve vznemirljive, niso novica. Zvezde lupine so bile opažene v halojih drugih galaksij in naj bi bile del Rimske ceste. Po naravi bi morale biti tam – vendar so bile preprosto preveč zatemnjene in preveč oddaljene, da bi astronome prepričali o njihovi prisotnosti. Ne več. Zdaj, ko astronomi vedo, kaj iskati, so še bolj nestrpni, ko bodo kopali po Hubblovih arhivih. 'Ti nepričakovani rezultati spodbujajo naše zanimanje za iskanje več zvezd, ki bi potrdile, da se to res dogaja,' je dejal Deason. »Trenutno imamo precej majhen vzorec. Tako lahko res naredimo veliko bolj robustno, če s Hubblom pridobimo več polj.' Opazovanja Andromede pokrivajo le zelo majhen 'pogled iz ključavnice' na nebo.
Torej, kaj je naslednje? Zdaj lahko ekipa naslika še bolj fini portret evolucijske zgodovine Rimske ceste. Z razumevanjem gibanja in orbit 'lupine' zvezd v haloju bi nam lahko celo dali natančno maso. »Do zdaj nam je manjkalo tangencialno gibanje zvezd, ki je ključna komponenta. Tangencialno gibanje nam bo omogočilo boljše merjenje celotne porazdelitve mase galaksije, v kateri prevladuje temna snov. S preučevanjem porazdelitve mase lahko vidimo, ali sledi enaki porazdelitvi, kot je predvideno v teorijah tvorbe strukture,« je dejal Deason.
Do takrat pa bomo uživali v 'ostankih' ...
Izvorni vir zgodbe: Objava novic HubbleSite .
