Jeden mały zakątek masywnej galaktyki Andromedy (M31). Źródło zdjęcia: Subaru. Kliknij, aby powiększyć.
Urocza galaktyka Andromedy pojawiła się dla starożytnych jako ciepła, rozmyta kropelka. Dla współczesnych astronomów tysiąclecia później okazała się doskonałą okazją do lepszego zrozumienia wszechświata. W tym ostatnim względzie nasz najbliższy galaktyczny sąsiad jest darem, który wciąż daje.
Scott Chapman z California Institute of Technology i Rodrigo Ibata z Observatoire Astronomique de Strasbourg we Francji kierowali zespołem astronomów w projekcie mającym na celu odwzorowanie szczegółowych ruchów gwiazd na obrzeżach galaktyki Andromeda. Ich ostatnie obserwacje za pomocą teleskopów Keck pokazują, że delikatna kropka gwiazd wystających na zewnątrz z galaktyki jest w rzeczywistości częścią samego dysku głównego. Oznacza to, że spiralny dysk gwiazd w Andromedzie ma trzy razy większą średnicę niż wcześniej szacowano.
Na dorocznym letnim spotkaniu American Astronomical Society, Chapman przedstawi zarys dowodów, że istnieje ogromny, rozszerzony dysk gwiezdny, który sprawia, że galaktyka ma średnicę ponad 220 000 lat świetlnych. Wcześniej astronomowie patrząc na widoczne dowody sądzili, że Andromeda ma średnicę od około 70 000 do 80 000 lat świetlnych. Sama Andromeda znajduje się około 2 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Nowa miara wymiarowa opiera się na ruchach około 3000 gwiazd w pewnej odległości od dysku, które kiedyś uważano za „halo” gwiazd w regionie, a nie za część samego dysku. Dzięki dokładnym pomiarom „prędkości radialnych” naukowcy byli w stanie dokładnie określić, w jaki sposób każda gwiazda porusza się w stosunku do galaktyki.
Wyniki pokazały, że odległe gwiazdy siedzą w płaszczyźnie samego dysku Andromedy, a ponadto poruszają się z prędkością, która pokazuje, że znajdują się na orbicie wokół centrum galaktyki. Zasadniczo oznacza to, że dysk gwiazd jest znacznie większy niż wcześniej znane.
Co więcej, naukowcy ustalili, że natura „niejednorodnego obracającego się dysku” - innymi słowy, grudkowate i plamiste zewnętrzne obrzeża dysku pokazuje, że Andromeda musiała być wynikiem galaktyk satelitarnych dawno temu zderzających się ze sobą. Gdyby tak nie było, gwiazdy byłyby bardziej równomiernie rozmieszczone.
Ibata mówi: „To gigantyczne odkrycie dysku będzie bardzo trudne do pogodzenia z komputerowymi symulacjami formowania się galaktyk. Po prostu nie dostajesz gigantycznych wirujących dysków z narostu małych fragmentów galaktyki ”.
Obecne wyniki, które są przedmiotem dwóch prac już dostępnych i trzeciego, który ma zostać opublikowany, są możliwe dzięki postępowi technologicznemu w astrofizyce. W tym przypadku spektrograf wieloczęściowy Keck / DEIMOS przymocowany do teleskopu Keck II posiada rozmiar lustra i zdolność do gromadzenia światła dla bardzo słabych gwiazd gwiazd, a także czułość spektrograficzną w celu uzyskania bardzo dokładnych prędkości radialnych.
Spektrograf jest niezbędny do pracy, ponieważ ruch gwiazd w odległej galaktyce można wykryć jedynie w rozsądnym ludzkim czasie, na podstawie wniosku, czy gwiazda porusza się w naszą stronę, czy w oddali. Można to osiągnąć, ponieważ światło dociera do nas z dyskretnymi częstotliwościami dzięki elementom tworzącym gwiazdę.
Jeśli gwiazda zbliża się do nas, wówczas światło ma tendencję do zlepiania się, że tak powiem, co powoduje, że światło ma wyższą częstotliwość i jest „bardziej niebieskie”. Jeśli gwiazda oddala się od nas, światło ma więcej miejsca do oddychania, staje się niższej częstotliwości i „bardziej czerwone”.
Jeśli gwiazdy po jednej stronie Andromedy wydają się zbliżać do nas, podczas gdy gwiazdy po przeciwnej stronie wydają się oddalać od nas, wówczas można założyć, że gwiazdy krążą wokół centralnego obiektu.
Rozszerzony dysk gwiezdny w przeszłości nie był wykrywany, ponieważ gwiazdy pojawiające się w jego obszarze nie mogły być częścią dysku, dopóki ich ruchy nie zostaną obliczone. Ponadto niejednorodny „puchatek”, który tworzy dysk rozszerzony, nie wygląda jak dysk, ale raczej wydaje się być fragmentarycznym, chaotycznym aureolą zbudowanym na skutek zderzenia wielu poprzednich galaktyk z Andromedą, i założono, że gwiazdy w tym region zmierza w każdą stronę.
„Znalezienie tych wszystkich gwiazd w uporządkowanej rotacji było ostatnim wytłumaczeniem, jakie ktoś by pomyślał” - mówi Chapman.
Z drugiej strony, odkrycie, że większość złożonej struktury w zewnętrznym regionie Andromedy obraca się wraz z dyskiem, jest błogosławieństwem dla badania prawdziwej leżącej pod spodem gwiezdnej halo galaktyki. Korzystając z tych nowych informacji, naukowcom udało się dokładnie zmierzyć losowe ruchy gwiazd w aureoli gwiezdnej, badając jej masę i kształt nieuchwytnej ciemnej materii, która ją otacza.
Chociaż główne prace zostały wykonane w Obserwatorium Kecka, oryginalne zdjęcia, które stwarzały możliwość powiększenia dysku, zostały wykonane aparatem szerokokątnym teleskopu Izaaka Newtona. Teleskop, znajdujący się na Wyspach Kanaryjskich, jest przeznaczony do badań, aw przypadku tego badania służył również jako instrument towarzyszący.
Chapman mówi, że konieczne będą dalsze prace w celu ustalenia, czy rozszerzony dysk jest jedynie dziwactwem galaktyki Andromedy, czy może jest typowy dla innych galaktyk.
Główny artykuł, którego dotyczy dzisiejsza konferencja prasowa AAS, zostanie opublikowany w tym roku w czasopiśmie Astrophysical Journal zatytułowanym „O powstawaniu akrecji ogromnego rozszerzonego dysku gwiezdnego wokół galaktyki Andromedy”. Oprócz Chapmana i Ibaty, innymi autorami są Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, University of Sydney; Mike Irwin, Uniwersytet Cambridge; i Nial Tanvir, University of Hertfordshire.
Oryginalne źródło: Caltech News Release
