Кредит зображення: NRAO
Команда астрономів, що користуються телескопом Національного наукового фонду Роберта К. Берда Грін-Банка (GBT), зробила перше переконливе виявлення того, що, як видається, є будівельними блоками утворення галактики - нейтральними водневими хмарами -, що крутяться навколо галактики Андромеди, розташованої в сузір'я Андромеди, найближча до Чумацького Шляху велика спіральна галактика.
Це відкриття може допомогти вченим зрозуміти структуру та еволюцію Чумацького Шляху та всіх спіральних галактик. Це також може допомогти пояснити, чому деякі молоді зірки в зрілих галактиках напрочуд позбавлені важких елементів, які містять їх сучасники.
"Галактичні гігантські галактики, такі як Андромеда та наш власний Чумацький Шлях, утворюються шляхом неодноразового злиття з меншими галактиками та через накопичення величезної кількості" хмар "ще меншої маси - темних об'єктів, у яких відсутні зірки і навіть занадто малі, щоб називати галактики ", - сказав Девід А. Тілкер з університету Джона Хопкінса в Балтіморі, штат Меріленд. "Теоретичні дослідження передбачають, що цей процес галактичного зростання триває і сьогодні, але астрономи досі не змогли виявити очікувану низьку масу" будівельних блоків ", що потрапляють у сусідні галактики".
Дослідження Тілкера опубліковані в журналах «Астрофізичний журнал». Серед інших учасників: Роберт Браун з Нідерландського фонду досліджень з астрономії; Рене А.М. Вальтербос з університету штату Нью-Мексико; Едвіге Корбеллі з Osservatorio Astrofisico di Arcetri в Італії; Фелікс Дж. Локман та Рональд Маддалена з Національної обсерваторії радіоастрономії (NRAO) в Грін-Бенку, Західна Вірджинія; та Едварда Мерфі з Університету Вірджинії.
Чумацький Шлях та Андромеда утворилися багато мільярдів років тому в космічному околиці, наповненому галактичною сировиною - серед яких водень, гелій та холодна темна речовина були основними складовими. На сьогоднішній день більшу частину цієї сировини, ймовірно, обірвали дві галактики, але астрономи підозрюють, що деякі примітивні хмари все ще плавають вільно.
Попередні дослідження виявили ряд хмар нейтрального атомного водню, які знаходяться біля Чумацького Шляху, але не є частиною його диска. Спочатку вони були названі хмарами високої швидкості (HVC), коли вони були вперше виявлені, оскільки вони, здавалося, рухалися зі швидкістю, складною для узгодження з галактичним обертанням.
Вчені не були впевнені, чи складають HVC будівельні блоки Чумацького Шляху, які поки що уникали захоплення, або якщо вони простежували газ, прискорений до несподіваних швидкостей енергетичними процесами (декількома надновами) у Чумацькому Шляху. Відкриття подібних хмар, пов'язаних з галактикою Андромеди, посилює випадок, що принаймні деякі з цих HVC - це справді галактичні будівельні блоки.
Астрономи можуть використовувати радіотелескопи для виявлення характерного 21-сантиметрового випромінювання природним шляхом атомного водню. Велика складність в аналізі цих галактичних будівельних блоків з низькою масою полягала в тому, що їх природне радіовипромінювання надзвичайно слабке. Навіть найближчі до нас, хмари, що обходять навколо нашої Галактики, важко вивчити через серйозні невизначеності відстані. "Ми знаємо, що ГВК Чумацького Шляху знаходяться відносно поруч, але саме те, наскільки близько, важко визначити", - сказав Тілкер.
Минулі спроби знайти зниклі супутники навколо зовнішніх галактик на відомих відстанях виявилися невдалими через необхідність дуже чутливого приладу, здатного створювати високоточні зображення, навіть поблизу яскравого джерела, такого як Галактика Андромеда.
Можна вважати це завдання подібним до візуального розрізнення свічки, розміщеної поруч із прожектором. Новий дизайн нещодавно введеного в експлуатацію GBT блискуче вирішив ці виклики і дав астрономам перший погляд на захаращене околиці навколо Андромеди.
Галактика Андромеда була націлена, оскільки це найближча масивна спіральна галактика. "У якомусь сенсі багаті стають багатшими навіть у космосі", - сказав Тілкер. "Якщо при інших рівних рівнях, можна очікувати, що в районі великої спіральної галактики знайдуться більш споконвічні хмари, ніж поблизу маленької карликової галактики. Це робить Андромеду гарним місцем для пошуку, особливо зважаючи на її відносну близькість - всього 2,5 мільйона світлових років від Землі ».
Те, що GBT вдалося виправити, - це 20 населення дискретних нейтральних водних хмар разом із розширеним ниткоподібним компонентом, який, як вважають астрономи, обидва асоціюється з Андромедою. Ці об'єкти, здавалося б, під впливом гравітаційного впливу ореолу Андромеди, вважаються газоподібними хмарами "зниклих" (можливо, переважають темних речовин) супутників та їх залишків злиття. Вони були знайдені протягом 163 000 світлових років Андромеди.
Прихильні космологічні моделі передбачили існування цих супутників, і їх відкриття могло б пояснити деяку частину відсутньої «холодної темної матерії» у Всесвіті. Також підтвердження того, що ці об'єкти низької маси є всюдисущими навколо великих галактик, може допомогти розгадати таємницю того, чому деякі молоді зірки, відомі як зірки G-карликів, хімічно схожі на ті, що розвивалися мільярди років тому.
У міру дорослішання галактик вони розвивають більшу концентрацію важких елементів, утворених ядерними реакціями в ядрах зірок і в катаклізматичних вибухах наднових. Ці вибухи витягують важкі елементи в галактику, які потім стають планетами і піднімаються в наступне покоління зірок.
Спектральний та фотометричний аналіз молодих зірок у Чумацькому Шляху та інших галактиках показують, що існує певна кількість молодих зірок, які дивно позбавлені важких елементів, що робить їх схожими на зірки, які повинні були сформуватися на ранніх стадіях галактичної еволюції .
"Один із способів пояснити цю дивну аномалію - мати свіже джерело сировинного галактичного матеріалу, з якого можна утворювати нові зірки", - сказав Мерфі. "Оскільки високошвидкісні хмари можуть бути залишковими будівельними блоками утворення галактик, вони містять майже незаймані концентрації водню, здебільшого вільних від важких металів, що сіють старі галактики". Тому їх об'єднання у великі галактики могло б пояснити, наскільки свіжий матеріал доступний для утворення зірок G-карликів.
Галактика Андромеда, також відома як M31, є однією з небагатьох галактик, які видно з Землі неозброєним оком і розглядаються як слабке розмазання в сузір'ї Андромеди. Якщо дивитися через скромний телескоп, Андромеда також виявляє, що у нього є дві видатні супутникові карликові галактики, відомі як M32 і M110. Ці гноми, разом із хмарами, вивченими Тілкером та колабораціоністами, приречені врешті злитися з Андромедою. Чумацький Шлях, М33 та Галактика Андромеда плюс 40 супутників-карликів складають те, що відомо як "Місцева група".
Сьогодні Андромеда - чи не найбільш вивчена галактика, окрім Чумацького Шляху. Насправді багато речей, які ми знаємо про природу галактик, як Чумацький Шлях, дізналися, вивчаючи Андромеду, оскільки загальні риси нашої власної галактики маскуються під нашою внутрішньою точкою зору. "У цьому випадку Андромеда є хорошим аналогом Чумацького Шляху", - сказав Мерфі. «Це прояснює картину. Жити всередині Чумацького Шляху - це ніби намагатися визначити, як виглядає ваш будинок зсередини, не крокуючи надворі. Однак, якщо подивитися на будинки сусідів, ви можете відчути, як може виглядати ваш власний дім ".
GBT - це найбільший у світі повністю керований радіотелескоп.
Національна обсерваторія радіоастрономії - це центр Національного наукового фонду, який працює за угодою про співпрацю асоційованих університетів, Inc.
Оригінальне джерело: NRAO News Release
