Być może słyszałeś o restauracji na końcu Wszechświata, ale czy słyszałeś o barze pośrodku Drogi Mlecznej?
Prawie 80 lat temu astronomowie ustalili, że nasz dom, Galaktyka Drogi Mlecznej, jest dużą galaktyką spiralną. Pomimo tego, że utknęliśmy w środku i nie byliśmy w stanie zobaczyć, jak wygląda cała struktura - jak to jest w przypadku Galaktyki Wiatraczek lub naszego najbliższego sąsiada, Galaktyki Andromedy - badacze podejrzewali, że nasza galaktyka jest galaktyką spiralną z „zakratowaną”. Galaktyki spiralne z poprzeczką mają podłużną strukturę gwiezdną lub pręt, pośrodku, który w naszym przypadku jest ukryty przez pył i gaz. Istnieje wiele galaktyk we Wszechświecie, które są spiralnymi prętami, a jednak istnieje wiele galaktyk, które nie mają centralnego paska.
Jak powstają te środkowe pręty i dlaczego występują one tylko w niektórych, ale nie we wszystkich galaktykach spiralnych?
Zespół badawczy kierowany przez dr R. Michaela Richa (UCLA), nazwany BRAVA (Bulge Radial Velocity Assay), zmierzył prędkość wielu starych, czerwonych gwiazd w pobliżu centrum naszej galaktyki. Badając widma (połączone światło) gigantycznych gwiazd klasy M, zespół był w stanie obliczyć prędkość każdej gwiazdy wzdłuż naszej linii wzroku. W ciągu czterech lat widma dla prawie 10 000 gwiazd uzyskano za pomocą 4-metrowego teleskopu CTIO Blanco znajdującego się na chilijskiej pustyni Atacama.
Analizując prędkości gwiazd w swoich badaniach, zespół był w stanie potwierdzić, że centralne wybrzuszenie Drogi Mlecznej zawiera masywny pasek, którego jeden koniec jest prawie skierowany prosto w nasz układ słoneczny. Kolejnym odkryciem dokonanym przez zespół jest to, że podczas gdy nasza galaktyka obraca się jak koło, badanie BRAVA wykazało, że obrót środkowego drążka przypomina bardziej rolkę papierowych ręczników w dozowniku. Odkrycia zespołu dostarczają istotnych wskazówek, które pomagają wyjaśnić formowanie się centralnego regionu Drogi Mlecznej.
Zestaw danych widm został porównany z symulacją komputerową stworzoną przez dr Juntai Shen (Obserwatorium w Szanghaju) pokazującą, jak pasek uformował się z wcześniej istniejącego dysku gwiazd. Dane zespołu dość dobrze pasują do modelu, co sugeruje, że zanim istniał środkowy pasek, istniał masywny dysk gwiazd. Konkluzja, do której doszedł zespół, jest wyraźnym przeciwieństwem powszechnie przyjętego modelu formowania się centralnego regionu naszej galaktyki - modelu, który przewiduje centralny region Drogi Mlecznej utworzony z wczesnego chaotycznego połączenia chmur gazowych. Punktem „na wynos” z wniosków zespołu jest to, że gaz odegrał pewną rolę w formowaniu się centralnego regionu naszej galaktyki, który zorganizował się w masywny wirujący dysk, a następnie zmienił się w pręt z powodu oddziaływań grawitacyjnych gwiazd.
Inną korzyścią z badań zespołu jest to, że dane widm gwiezdnych pozwolą zespołowi przeanalizować skład chemiczny gwiazd. Wszystkie gwiazdy składają się głównie z wodoru i helu, ale niewielkie ilości innych pierwiastków (astronomowie nazywają wszystko z przeszłości helem „metalami”) zapewniają wgląd w warunki występujące podczas formowania się gwiazdy.
Zespół BRAVA odkrył, że gwiazdy znajdujące się najbliżej płaszczyzny Galaktyki Drogi Mlecznej mają mniej „metali” niż gwiazdy znajdujące się dalej od jej płaszczyzny galaktycznej. Wnioski zespołu potwierdzają standardowe poglądy na tworzenie się gwiazd, jednak dane BRAVA obejmują znaczny obszar wybrzuszenia galaktycznego, który można poddać analizie chemicznej. Jeśli badacze mapują zawartość metali w gwiazdach w Drodze Mlecznej, powstaje wyraźny obraz powstawania i ewolucji gwiazd, podobnie jak mapowanie CO2 stężenia w szelfie lodowym Antarktydy mogą ujawnić przeszłe wzorce pogodowe tutaj na Ziemi.
Jeśli chcesz przeczytać cały artykuł, wersja do wydruku jest dostępna pod adresem: http://arxiv.org/abs/1112.1955
Źródło: komunikat prasowy Narodowego Obserwatorium Astronomii
