Kujutise krediit: NRAO
Riikliku teadusfondi Robert C. Byrd Green Banki teleskoopi (GBT) kasutav astronoomide meeskond on teinud esimese lõpliku avastuse, mis näib olevat galaktikate moodustumise allesjäänud tugipunkte - neutraalseid vesinikupilvi -, mis kubisevad Andromeda galaktikast, mis asub Andromeda tähtkuju, Linnutee lähim suur spiraalgalaktika.
See avastus võib aidata teadlastel mõista Linnutee ja kõigi spiraalgalaktikate struktuuri ja arengut. See võib aidata ka selgitada, miks küpsetel galaktikates on teatud noored tähed üllatavalt rasked elemendid, mida nende kaasaegsed sisaldavad.
“Arvatakse, et hiiglaslikud galaktikad, nagu Andromeda ja meie oma Linnutee, tekivad korduvate ühinemiste teel väiksemate galaktikatega ja tohutu hulga veelgi madalama massiga“ pilvede ”moodustumisega - tumedate objektidega, millel puuduvad tähed ja mis on liiga väikesed galaktikateks kutsumiseks. , ”Ütles David A. Thilker Johns Hopkinsi ülikoolist Baltimore'is Marylandis. "Teoreetilised uuringud ennustavad, et see galaktiliste kasvu protsess jätkub tänapäeval, kuid astronoomid pole seni suutnud tuvastada lähedalasuvatesse galaktikatesse langevaid eeldatavaid väikese massiga" ehitusplokke "."
Thilkeri teadustöö on avaldatud ajakirjas Astrophysical Journal Letters. Muude kaasautorite hulka kuuluvad: Robert Braun Hollandi astronoomiauuringute fondist; Rene A.M. New Mexico Riikliku Ülikooli Walterbos; Edvige Corbelli Osservatorio Astrofisico di Arcetrist Itaalias; Felix J. Lockman ja Ronald Maddalena Riiklikust Raadioastronoomia Observatooriumist (NRAO) Green Bankis, Lääne-Virginias; ja Edward Murphy Virginia ülikoolist.
Linnutee ja Andromeda moodustati mitu miljardit aastat tagasi galaktiliste toorainetega ümbritsetud kosmilises piirkonnas, mille peamised koostisosad olid vesinik, heelium ja külm tumeaine. Nüüdseks on suurem osa sellest toorainest ilmselt kahe galaktika poolt guugeldatud, kuid astronoomid kahtlustavad, et mõned ürgsed pilved hõljuvad endiselt vabalt.
Varasemad uuringud on näidanud mitmeid neutraalse aatomi vesiniku pilvi, mis asuvad Linnutee lähedal, kuid pole selle ketta osa. Kui neid esmakordselt avastati, nimetati neid algselt suure kiirusega pilvedeks (HVC), kuna need näisid liikuvat kiirustel, mida on galaktilise pöörlemisega keeruline ühitada.
Teadlased ei olnud kindlad, kas HVC-d koosnesid Linnutee ehitusplokkidest, mis olid seni pääsenud päästmisest, või kas nad jälitasid gaasi Linnutee sees toimuvate energeetiliste protsesside (mitme supernoova) abil kiirendatud kiirusega ootamatu kiiruseni. Andromeda galaktikaga seotud sarnaste pilvede avastamine tugevdab juhtumit, et vähemalt mõned neist HVCdest on tõepoolest galaktilised ehitusplokid.
Astronoomid saavad kasutada raadioteleskoope, et tuvastada iseloomulikku 21-sentimeetrist kiirgust, mida kiirgab looduslikult neutraalne aatomi vesinik. Nende väikese massiga galaktiliste ehitusplokkide analüüsimisel on suureks raskuseks olnud see, et nende loomulik raadioemissioon on äärmiselt nõrk. Isegi meie lähimaid - meie galaktikast tiirlevaid pilvi - on raske uurida tõsiste vahemaade määramatuse tõttu. "Me teame, et Linnutee HVC-d asuvad suhteliselt lähedal, kuid täpselt seda, kui lähedal on seda teha on hullupööra raske," ütles Thilker.
Varasemad katsed teadaolevate vahemaade tagant väliste galaktikate läheduses puuduvaid satelliite leida on ebaõnnestunud, kuna on vaja väga tundlikku seadet, mis oleks võimeline tootma ülitäpseid pilte, isegi sellise ereda allika läheduses nagu Andromeda galaktika.
Võib seda ülesannet pidada sarnaseks prožektoriga külgneva küünla visuaalse eristamisega. Hiljuti tellitud GBT uudsed kujundused vastasid neile väljakutsetele suurepäraselt ja andsid astronoomidele oma esimese pilgu Andromeda ümbruses asuvasse risustatud naabruskonda.
Andromeda galaktika oli suunatud, kuna see on lähim massiline spiraalgalaktika. "Mõnes mõttes saavad rikkad rikkamaks, isegi kosmoses," ütles Thilker. „Kui kõik on võrdsed, võib eeldada, et suure spiraalgalaktika läheduses leidub rohkem ürgpilvi kui näiteks väikese kääbusgalaktika läheduses. See teeb Andromeeda hea koha vaatamiseks, eriti arvestades selle suhtelist lähedust - kõigest 2,5 miljonit valgusaastat Maast. ”
See, mida GBT suutis kindlaks teha, oli 20 diskreetset neutraalset vesinikupilve koos laiendatud niitkomponendiga, mis astronoomide arvates on mõlemad seotud Andromedaga. Need objektid, mis näivad olevat Andromeda halo gravitatsioonilise mõju all, arvatakse olevat kadunud (võib-olla tumeda aine domineerinud) satelliitide ja nende ühinemise jäänuste gaasilisteks pilvedeks. Neid leiti 163 000 valgusaasta kaugusel Andromedast.
Soositud kosmoloogilised mudelid on ennustanud nende satelliitide olemasolu ja nende avastamine võib hõlmata mõnda universumis puuduvat „külma tumedat ainet”. Samuti võiks kinnitus selle kohta, et need väikese massiga objektid on üldlevinud suuremate galaktikate ümber, aidata lahendada mõistatust, miks teatud noored tähed, tuntud kui G-kääbustähed, on keemiliselt sarnased miljarditega aastaid tagasi välja kujunenud tähtedega.
Galaktikate vananedes arenevad nad tähtede tuumades ja supernoovade kataklüsmistes plahvatustes tekkivates tuumareaktsioonides moodustuvates rasketes elementides suuremas kontsentratsioonis. Need plahvatused suunavad rasked elemendid galaktikasse, mis seejärel muutuvad planeetideks ja haaratakse järgmisse tähtede põlvkonda.
Linnutee ja teiste galaktikate noorte tähtede spektri- ja fotomeetriline analüüs näitavad aga, et teatud arv noori tähti on üllatavalt rasked elemendid puudu, muutes need sarnaseks tähtedega, mis pidanuks tekkima galaktilise evolutsiooni varases staadiumis .
"Üks viis selle kummalise anomaalia kajastamiseks on värske toore galaktilise materjali allikas, millest saaks moodustada uusi tähti," ütles Murphy. "Kuna suure kiirusega pilved võivad olla galaktikate moodustumise allesjäänud tugipunktid, sisaldavad need vesiniku peaaegu põlised kontsentratsioone, enamasti vabade raskete metallide sisaldusest, mis vanemaid galaktikaid külvab." Nende ühinemine suurteks galaktikateks võiks seega selgitada, kui värske materjal on saadaval G-kääbustähtede moodustamiseks.
Andromeda galaktika, tuntud ka kui M31, on üks väheseid galaktikaid, mis on Maast palja silmaga nähtavad ja mida Andromeeda tähtkujus nähakse nõrga plekina. Tagasihoidliku teleskoobi kaudu vaadates selgub ka, et Andromedal on kaks silmapaistvat kääbusgalaktika galaktikat, tuntud kui M32 ja M110. Need kääbused koos Thilkeri ja kaastöötajate uuritud pilvedega on määratud lõpuks ühinema Andromeedaga. Linnutee, M33 ja Andromeda galaktika ning umbes 40 kääbuskaaslast koosnevad nn kohalikust rühmast.
Tänapäeval on Andromeda ehk kõige enam uuritud galaktika peale Linnutee. Tegelikult õppisid Andromeeda uurides paljud asjad, mida me galaktikate olemuse kohta, näiteks Linnutee, teada saavad, kuna meie enda galaktika üldised omadused varjavad meie sisemine vaatepunkt. "Sel juhul on Andromeda Linnutee heaks analoogiks," ütles Murphy. “See selgitab pilti. Linnutee sees elamine on nagu proovimine õues astumata kindlaks teha, kuidas teie maja seestpoolt välja näeb. Naabrite maju vaadates saate aga aimu, milline võiks olla teie enda kodu. "
GBT on maailma suurim täielikult juhitav raadioteleskoop.
Riiklik raadioastronoomiavaatluskeskus on Riikliku Teadusfondi rajatis, mida haldab Associated Universities, Inc. koostöölepingu alusel.
Algne allikas: NRAO pressiteade
