Podobnie jak kuszące ciekawostki przechowywane w rozległych zakamarkach lodówki, astronomowie używający Kosmicznego Teleskopu Hubble'a mają dowody na to, że z jednego z posiłków Drogi Mlecznej pozostała skorupa gwiazd. W badaniu, które pojawi się w nadchodzącym numerze Astrophysical Journal naukowcy ujawnili grupę gwiazd poruszających się na boki - ruch wskazujący na to, że nasza galaktyka mogła pochłonąć inną podczas jej ewolucji.
„Unikalne możliwości Hubble'a pozwalają astronomom odkryć wskazówki dotyczące odległej przeszłości galaktyki. Bardziej odległe regiony galaktyki ewoluowały wolniej niż wewnętrzne części. Obiekty w regionach zewnętrznych nadal posiadają sygnatury wydarzeń, które miały miejsce dawno temu ”- powiedział Roeland van der Marel z Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore w stanie Maryland.
Ciekawe, jak ta skorupa gwiazd oferuje jeszcze więcej informacji, odkrywając szansę zbadania tajemniczej ukrytej masy Drogi Mlecznej - ciemnej materii. Przy ponad stu miliardach galaktyk rozmieszczonych w całym Wszechświecie, jakie jest lepsze miejsce, aby przyjrzeć się bliżej niż tutaj w domu? Zespół astronomów pod przewodnictwem Alis Deason z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz i van der Marela badał zewnętrzną aureolę, region około 80 000 lat świetlnych od centrum naszej galaktyki, i zidentyfikował 13 gwiazd, które mogły wyjść na światło początek formacji Drogi Mlecznej.
Co jest takiego specjalnego w tej grupie geriatrycznych słońc? W tym przypadku jest to ich ruch. Zamiast poruszać się po orbicie promieniowej, te starsze gwiazdy wykazują ruch styczny - nieoczekiwaną obserwację. Zwykle gwiazdy halo podróżują w kierunku centrum galaktyki, tylko po to, aby ponownie powrócić na zewnątrz. Co może spowodować, że ta podwójna garść gwiazd poruszy się inaczej? Zespół badawczy przypuszcza, że gwiazdy mogą mieć „nadmierną gęstość” przy znaku 80 000 lat świetlnych.
Choć intrygujące są te gwiazdy, ta dziwna skorupa została odkryta nieco przez przypadek. Deason i jej zespół odkryli zewnętrzne gwiazdy halo z siedmioletniego badania archiwalnych zdjęć wykonanych teleskopem Hubble'a w galaktyce Andromeda. Patrząc jakieś dwadzieścia razy dalej na gwiazdy naszej sąsiedniej galaktyki, te dziwne poruszające się gwiazdy wyszły na światło jako obiekty na pierwszym planie… obiekty, które „zagracały” obrazy. Chociaż te halo gwiazdy były złe dla tego konkretnego badania, były bardzo dobre dla Deason i zespołu. Dało im to szansę przyjrzenia się bardzo dokładnie ruchowi gwiazd halo Drogi Mlecznej.
Jednak zobaczenie tych gwiazd nie było łatwe. Dzięki niesamowitej rozdzielczości i sile przyciągania światła Hubble'a każde zdjęcie zawierało ponad 100 000 pojedynczych gwiazd. „Musieliśmy w jakiś sposób znaleźć te kilka gwiazd, które faktycznie należały do halo Drogi Mlecznej”, powiedział van der Marel. „To było jak znalezienie igieł w stogu siana”.
Jak więc astronomowie oddzielili gwiazdy powłoki od tych, które należały do zewnętrznych obrzeży Andromedy? Początkowe obserwacje wyłoniły gwiazdy na podstawie ich koloru, jasności i ruchu bocznego. Dzięki paralaksie nasze gwiazdy halo wydają się poruszać znacznie szybciej po prostu dlatego, że są bliżej. Dzięki pracy członka zespołu Tony'ego Sohna z STSci te rewolucyjne gwiazdy zostały zidentyfikowane i zmierzone. Ich ruch styczny został zaobserwowany i zarejestrowany z pięcioprocentową precyzją. Nie jest to szybki proces, gdy weźmie się pod uwagę, że te gwiazdy powłoki poruszają się po niebie tylko w tempie około jednej miliarseksekundy rocznie!
„Pomiary tej dokładności są możliwe dzięki połączeniu ostrego widoku Hubble'a, wieloletnich obserwacji i stabilności teleskopu. Hubble znajduje się w środowisku kosmicznym i jest wolny od grawitacji, wiatru, atmosfery i zakłóceń sejsmicznych ”, powiedział van der Marel.
Co sprawia, że zespół jest tak pewny swoich ustaleń? Jak wiemy, gwiazdy w domu w aureoli wewnętrznej naszej galaktyki mają wysoce promieniowe orbity. Kiedy dokonano porównania między ruchem bocznym zewnętrznych gwiazd halo a ruchami wewnętrznymi, naukowcy stwierdzili równość. Według komputerowych symulacji formowania się galaktyk, gwiazdy zewnętrzne powinny nadal mieć ruch promieniowy, gdy przemieszczają się na zewnątrz do halo, ale te nowe odkrycia okazują się odwrotne. Co może to spowodować? Naturalnym wyjaśnieniem byłoby wydarzenie akrecyjne z udziałem galaktyki satelitarnej.
Aby dodatkowo potwierdzić swoje odkrycia, zespół porównał swoje wyniki z danymi zebranymi przez Sloan Digital Sky Survey z udziałem gwiazd halo. To był moment eureki. Obserwacje przeprowadzone przez SDSS ujawniły większą gęstość gwiazd w przybliżeniu w tej samej odległości, co podróżujący w szoku skorupie. A Droga Mleczna nie jest sama. Inne badania gwiazd halo zaangażowanych zarówno w Trójkąt, jak i Andromedę pokazują, że istnieje duża liczba gwiazd halo istniejących do pewnego momentu - tylko po to, by odpadły. Deason zdał sobie sprawę, że to nie był dziwny zbieg okoliczności. „Może się zdarzyć, że gwiazdy poruszają się dość wolno, ponieważ znajdują się w apocentrum, najdalszym punkcie na swojej orbicie wokół centrum naszej Drogi Mlecznej”, wyjaśnił Deason. „Spowolnienie tworzy stos gwiazd, gdy krążą wokół siebie na drodze i wracają do galaktyki. Zatem ich ruch do wewnątrz i na zewnątrz lub ruch promieniowy zmniejsza się w porównaniu z ruchem bocznym lub stycznym. ”
Jakkolwiek odkrycia te są ekscytujące, nie są to wiadomości. Gwiazdy powłoki zostały zaobserwowane w aureolach innych galaktyk i przewidywano, że są częścią Drogi Mlecznej. Z natury powinni byli tam być, ale mieli po prostu przyciemnić się i zbyt daleko, aby astronomowie byli pewni swojej obecności. Nigdy więcej. Teraz, gdy astronomowie wiedzą, czego szukać, jeszcze bardziej chcą zagłębić się w archiwa Hubble'a. „Te nieoczekiwane wyniki podsycają nasze zainteresowanie poszukiwaniem większej liczby gwiazdek, aby potwierdzić, że tak naprawdę się dzieje”, powiedział Deason. „W tej chwili mamy dość małą próbkę. Naprawdę możemy więc uczynić go bardziej niezawodnym dzięki uzyskaniu większej liczby pól dzięki Hubble'owi. ” Obserwacje Andromedy obejmują jedynie bardzo mały „widok dziurki od klucza” na niebie.
Więc, co dalej? Teraz zespół może namalować jeszcze lepszy portret historii ewolucji Drogi Mlecznej. Rozumiejąc ruchy i orbity „powłoki” gwiazd w halo, mogą nawet dać nam dokładną masę. „Do tej pory brakowało nam ruchu stycznego gwiazd, który jest kluczowym elementem. Ruch styczny pozwoli nam lepiej zmierzyć całkowity rozkład masy galaktyki, w której dominuje ciemna materia. Studiując rozkład masy, możemy zobaczyć, czy ma on taki sam rozkład, jak przewidywany w teoriach tworzenia struktur ”- powiedział Deason.
Do tego czasu będziemy cieszyć się „resztkami”…
Źródło oryginalnej historii: HubbleSite News Release.
