Πιστωτική εικόνα: NRAO
Μια ομάδα αστρονόμων που χρησιμοποιεί το τηλεσκόπιο Robert C. Byrd Green Bank του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος (GBT) πραγματοποίησε την πρώτη οριστική ανίχνευση του τι φαίνεται να είναι τα εναπομείναντα δομικά στοιχεία του σχηματισμού γαλαξιών - ουδέτερα σύννεφα υδρογόνου - που συρρέουν γύρω από τον Γαλαξία Andromeda, που βρίσκεται στο τον αστερισμό Andromeda, τον πλησιέστερο μεγάλο σπειροειδή γαλαξία στον Γαλαξία μας.
Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τη δομή και την εξέλιξη του Γαλαξία και όλων των σπειροειδών γαλαξιών. Μπορεί επίσης να σας βοηθήσει να εξηγήσετε γιατί ορισμένα νεαρά αστέρια σε ώριμους γαλαξίες στερούνται εκπληκτικά από τα βαριά στοιχεία που περιέχουν οι σύγχρονοί τους.
«Οι γιγαντιαίοι γαλαξίες, όπως η Ανδρομέδα και ο δικός μας Γαλαξίας, πιστεύεται ότι σχηματίζονται μέσω επαναλαμβανόμενων συγχωνεύσεων με μικρότερους γαλαξίες και μέσω της αύξησης τεράστιων αριθμών ακόμη και χαμηλότερης μάζας« σύννεφων »- σκοτεινά αντικείμενα που δεν έχουν αστέρια και ακόμη και είναι πολύ μικρά για να καλούν γαλαξίες », Είπε ο David A. Thilker του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, Μέριλαντ. "Οι θεωρητικές μελέτες προβλέπουν ότι αυτή η διαδικασία γαλαξιακής ανάπτυξης συνεχίζεται σήμερα, αλλά οι αστρονόμοι δεν μπόρεσαν να εντοπίσουν τα αναμενόμενα χαμηλά μάζα" δομικά στοιχεία "που πέφτουν σε κοντινούς γαλαξίες, μέχρι τώρα."
Η έρευνα του Thilker δημοσιεύεται στο Astrophysical Journal Letters. Άλλοι συντελεστές περιλαμβάνουν: Robert Braun του Ολλανδικού Ιδρύματος Έρευνας στην Αστρονομία. Ρέιν Α.Μ. Walterbos του Κρατικού Πανεπιστημίου του Νέου Μεξικού; Edvige Corbelli του Osservatorio Astrofisico di Arcetri στην Ιταλία. Felix J. Lockman και Ronald Maddalena του Εθνικού Παρατηρητηρίου Ραδιοαστρονομίας (NRAO) στην Green Bank, Δυτική Βιρτζίνια. και Edward Murphy του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια.
Ο Γαλαξίας και η Ανδρομέδα σχηματίστηκαν πριν από πολλά δισεκατομμύρια χρόνια σε μια κοσμική γειτονιά γεμάτη γαλαξιακές πρώτες ύλες - μεταξύ των οποίων το υδρογόνο, το ήλιο και η ψυχρή σκοτεινή ύλη ήταν πρωταρχικά συστατικά. Μέχρι τώρα, το μεγαλύτερο μέρος αυτής της πρώτης ύλης πιθανότατα έχει καταστραφεί από τους δύο γαλαξίες, αλλά οι αστρονόμοι υποπτεύονται ότι ορισμένα πρωτόγονα σύννεφα εξακολουθούν να κυμαίνονται ελεύθερα.
Προηγούμενες μελέτες έχουν αποκαλύψει μια σειρά νεφών ουδέτερου ατομικού υδρογόνου που βρίσκονται κοντά στον Γαλαξία αλλά δεν αποτελούν μέρος του δίσκου του. Αυτά αρχικά αναφέρθηκαν ως σύννεφα υψηλής ταχύτητας (HVCs) όταν ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά επειδή φάνηκαν να κινούνται σε ταχύτητες που είναι δύσκολο να συνδυαστούν με τη γαλαξιακή περιστροφή.
Οι επιστήμονες ήταν αβέβαιοι εάν τα HVC αποτελούσαν δομικά στοιχεία του Γαλαξία που μέχρι στιγμής διέφυγαν από τη σύλληψη ή αν ανίχνευσαν αέριο επιταχυνόμενο σε απροσδόκητες ταχύτητες με ενεργητικές διεργασίες (πολλαπλές σουπερνόβες) στον Γαλαξία μας. Η ανακάλυψη παρόμοιων νεφών που συνδέονται με τον γαλαξία Andromeda ενισχύει την υπόθεση ότι τουλάχιστον μερικά από αυτά τα HVC είναι πράγματι γαλαξιακά δομικά στοιχεία.
Οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν ραδιο τηλεσκόπια για να ανιχνεύσουν τη χαρακτηριστική ακτινοβολία 21 εκατοστών που εκπέμπεται φυσικά από ουδέτερο ατομικό υδρογόνο. Η μεγάλη δυσκολία στην ανάλυση αυτών των γαλαξιακών δομικών μονάδων χαμηλής μάζας ήταν ότι η φυσική τους εκπομπή ραδιοφώνου είναι εξαιρετικά αχνή. Ακόμη και εκείνοι που βρίσκονται πλησιέστερα σε εμάς, σύννεφα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Γαλαξία μας, είναι δύσκολο να μελετηθούν λόγω σοβαρών αβεβαιοτήτων απόστασης «Γνωρίζουμε ότι τα HVC του Γαλαξία είναι σχετικά κοντά, αλλά ακριβώς πόσο κοντά είναι δύσκολο να προσδιοριστεί», δήλωσε ο Thilker.
Οι προηγούμενες προσπάθειες εύρεσης δορυφόρων που λείπουν γύρω από εξωτερικούς γαλαξίες σε γνωστές αποστάσεις ήταν ανεπιτυχείς λόγω της ανάγκης για ένα πολύ ευαίσθητο όργανο ικανό να παράγει εικόνες υψηλής πιστότητας, ακόμη και κοντά σε μια φωτεινή πηγή όπως το γαλαξία Andromeda.
Κάποιος μπορεί να θεωρήσει αυτό το έργο παρόμοιο με την οπτική διάκριση ενός κεριού τοποθετημένου δίπλα σε ένα φώτα της δημοσιότητας. Ο νέος σχεδιασμός του GBT που τέθηκε πρόσφατα σε λειτουργία αντιμετώπισε αυτές τις προκλήσεις με εξαιρετικό τρόπο και έδωσε στους αστρονόμους την πρώτη τους ματιά στη γεμάτη γειτονιά περιοχή γύρω από την Ανδρομέδα.
Ο Γαλαξίας Andromeda στοχεύτηκε επειδή είναι ο πλησιέστερος τεράστιος σπειροειδής γαλαξίας. «Κατά κάποιο τρόπο, οι πλούσιοι γίνονται πλουσιότεροι, ακόμη και στο διάστημα», είπε ο Thilker. «Όλοι όσοι είναι ίσοι, θα περίμενε κανείς να βρει περισσότερα αρχέγονα σύννεφα κοντά σε έναν μεγάλο σπειροειδή γαλαξία από ό, τι κοντά σε έναν μικρό νάνο γαλαξία, για παράδειγμα. Αυτό καθιστά την Ανδρομέδα ένα καλό μέρος για να κοιτάξετε, ειδικά λαμβάνοντας υπόψη τη σχετική εγγύτητά της - μόλις 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. "
Αυτό που η GBT μπόρεσε να εντοπίσει ήταν ένας πληθυσμός 20 διακριτών ουδέτερων νεφών υδρογόνου, μαζί με ένα εκτεταμένο νηματοειδές συστατικό, το οποίο, πιστεύουν οι αστρονόμοι, και οι δύο συνδέονται με την Andromeda. Αυτά τα αντικείμενα, φαινομενικά υπό τη βαρυτική επιρροή του φωτοστέφανου της Ανδρομέδας, πιστεύεται ότι είναι τα αέρια σύννεφα των «χαμένων» (ίσως κυριαρχούν στη σκοτεινή ύλη) δορυφόρων και των υπολειμμάτων τους. Βρέθηκαν μέσα σε 163.000 έτη φωτός από την Ανδρομέδα.
Τα επιθυμητά κοσμολογικά μοντέλα έχουν προβλέψει την ύπαρξη αυτών των δορυφόρων, και η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να εξηγήσει μερικά από τα χαμένα «κρύα σκοτεινή ύλη» στο Σύμπαν. Επίσης, η επιβεβαίωση ότι αυτά τα αντικείμενα χαμηλής μάζας είναι πανταχού παρόντα σε μεγαλύτερους γαλαξίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση του μυστηρίου του γιατί ορισμένα νεαρά αστέρια, γνωστά ως αστέρια G-dwarf, είναι χημικά παρόμοια με αυτά που εξελίχθηκαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Καθώς μεγαλώνουν οι γαλαξίες, αναπτύσσουν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις βαρέων στοιχείων που σχηματίζονται από τις πυρηνικές αντιδράσεις στους πυρήνες των αστεριών και στις κατακλυσμικές εκρήξεις των σουπερνόβων. Αυτές οι εκρήξεις εκπέμπουν βαριά στοιχεία στον γαλαξία, οι οποίοι στη συνέχεια γίνονται πλανήτες και υιοθετούνται στην επόμενη γενιά αστεριών.
Η φασματική και φωτομετρική ανάλυση των νεαρών αστεριών στον Γαλαξία και άλλων γαλαξιών δείχνει, ωστόσο, ότι υπάρχει ένας ορισμένος αριθμός νεαρών αστεριών που απροσδόκητα στερούνται βαρέων στοιχείων, κάνοντάς τα να μοιάζουν με αστέρια που θα έπρεπε να είχαν σχηματιστεί στα πρώτα στάδια της γαλαξιακής εξέλιξης .
«Ένας τρόπος για να εξηγήσουμε αυτήν την παράξενη ανωμαλία είναι να έχουμε μια νέα πηγή πρώτων γαλαξιακών υλικών από την οποία να σχηματίζουμε νέα αστέρια», δήλωσε ο Murphy. "Δεδομένου ότι τα σύννεφα υψηλής ταχύτητας μπορεί να είναι τα εναπομείναντα δομικά στοιχεία του σχηματισμού γαλαξιών, περιέχουν σχεδόν παρθένες συγκεντρώσεις υδρογόνου, κυρίως απαλλαγμένες από τα βαρέα μέταλλα που δημιουργούν παλαιότερους γαλαξίες." Η συγχώνευσή τους σε μεγάλους γαλαξίες, επομένως, θα μπορούσε να εξηγήσει πώς διατίθεται φρέσκο υλικό για το σχηματισμό άστρων G-dwarf.
Ο γαλαξίας Andromeda, επίσης γνωστός ως M31, είναι ένας από τους λίγους γαλαξίες που είναι ορατοί από τη Γη με το άβολο μάτι, και θεωρείται ως ένα αχνό μουτζούρα στον αστερισμό Andromeda. Όταν το βλέπει κανείς μέσω ενός μέτριου τηλεσκοπίου, η Ανδρομέδα αποκαλύπτει επίσης ότι έχει δύο εξέχοντες γαλαξίες από δορυφόρους νάνους, γνωστούς ως M32 και M110. Αυτοί οι νάνοι, μαζί με τα σύννεφα που μελετήθηκαν από τον Thilker και τους συνεργάτες τους, είναι καταδικασμένοι να συγχωνευτούν με την Andromeda. Ο Γαλαξίας μας, ο M33 και ο Γαλαξίας Andromeda συν περίπου 40 νάνοι συντρόφους, αποτελούν αυτό που είναι γνωστό ως «Τοπική Ομάδα».
Σήμερα, η Ανδρομέδα είναι ίσως ο πιο μελετημένος γαλαξίας εκτός από τον Γαλαξία μας. Στην πραγματικότητα, πολλά από τα πράγματα που γνωρίζουμε για τη φύση των γαλαξιών όπως ο Γαλαξίας μάθαμε μελετώντας την Ανδρομέδα, καθώς τα συνολικά χαρακτηριστικά του γαλαξία μας συγκαλύπτονται από το εσωτερικό πλεονεκτικό σημείο μας. «Σε αυτήν την περίπτωση, η Ανδρομέδα είναι ένα καλό ανάλογο για τον Γαλαξία μας», δήλωσε ο Murphy. «Διευκρινίζει την εικόνα. Το να ζεις μέσα στον Γαλαξία είναι σαν να προσπαθείς να προσδιορίσεις πώς είναι το σπίτι σου από μέσα, χωρίς να πας έξω. Ωστόσο, αν κοιτάξετε τα σπίτια των γειτόνων, μπορείτε να έχετε μια αίσθηση για το πώς μπορεί να μοιάζει το δικό σας σπίτι. "
Το GBT είναι το μεγαλύτερο πλήρως ρυθμιζόμενο τηλεσκόπιο στον κόσμο.
Το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας είναι μια εγκατάσταση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το οποίο λειτουργεί βάσει συμφωνίας συνεργασίας από την Associated Universities, Inc.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων NRAO
