Galaktyka Andromedy zrobiona w ultrafiolecie. Źródło zdjęcia: GALEX Kliknij, aby powiększyć
Astronomowie od dawna wierzą, że galaktyka Andromedy miała inne wychowanie niż nasza Droga Mleczna, ale teraz wygląda na to, że wcale nie jesteśmy tacy różni. Międzynarodowy zespół badaczy zakończył badanie zawartości metalu w halo Andromedy i stwierdził, że jest on stosunkowo ubogi w metal - podobnie jak Droga Mleczna. Jeśli obie galaktyki mają taką samą ilość metalu w swoich aureolach, oznacza to, że prawdopodobnie ewoluowały w podobny sposób; oba rozpoczęły się pół miliarda lat po Wielkim Wybuchu i wyrosły z kolekcji fragmentów protogalaktycznych.
Przez ostatnią dekadę astronomowie sądzili, że galaktyka Andromeda, nasz najbliższy sąsiad galaktyczny, różni się raczej od Drogi Mlecznej. Ale grupa badaczy ustaliła, że obie galaktyki są prawdopodobnie dość podobne w sposobie ewolucji, przynajmniej przez pierwsze kilka miliardów lat.
W nadchodzącym numerze Astrophysical Journal Scott Chapman z California Institute of Technology, Rodrigo Ibata z Observatoire de Strasbourg i ich koledzy informują, że ich szczegółowe badania ruchów i metali prawie 10 000 gwiazd w Andromedzie pokazują, że gwiezdna galaktyka halo jest „ubogie w metal”. W astronomicznym mowie oznacza to, że gwiazdom leżącym w zewnętrznych granicach galaktyki praktycznie brakuje wszystkich pierwiastków cięższych niż wodór.
To zaskakujące, mówi Chapman, ponieważ jedną z kluczowych różnic, jakie istniały między Andromedą a Drogą Mleczną, było to, że gwiezdne halo tego pierwszego było bogate w metal, a drugie było ubogie w metal. Jeśli obie galaktyki są ubogie w metale, musiały mieć bardzo podobne ewolucje.
„Prawdopodobnie obie galaktyki rozpoczęły się w ciągu pół miliarda lat od Wielkiego Wybuchu, a przez następne trzy do czterech miliardów lat obie powstawały w ten sam sposób przez protogalaktyczne fragmenty zawierające mniejsze grupy gwiazd wpadające do dwóch ciemnych materii aureole ”- wyjaśnia Chapman.
Chociaż nikt jeszcze nie wie, z czego zbudowana jest ciemna materia, jej istnienie jest dobrze ustalone ze względu na masę, która musi istnieć w galaktykach, aby ich gwiazdy mogły krążyć wokół centrów galaktycznych w taki sposób, jak robią. Obecne teorie ewolucji galaktycznej zakładają, że studnie ciemnej materii działały jako rodzaj „nasienia” dzisiejszych galaktyk, a ciemna materia przyciągała mniejsze grupy gwiazd, gdy mijali je w pobliżu. Co więcej, galaktyki takie jak Andromeda i Droga Mleczna prawdopodobnie pochłonęły około 200 mniejszych galaktyk i fragmentów protogalaktycznych w ciągu ostatnich 12 miliardów lat.
Chapman i jego koledzy doszli do wniosku o halo Andromedy ubogim w metal, uzyskując dokładne pomiary prędkości, z jaką poszczególne gwiazdy zbliżają się bezpośrednio do Ziemi lub oddalają się od niej. Miara ta nazywana jest prędkością radialną i można ją bardzo dokładnie określić za pomocą spektrografów głównych instrumentów, takich jak 10-metrowy teleskop Keck-II, który wykorzystano w badaniu.
Spośród około 10 000 gwiazd Andromedy, dla których naukowcy uzyskali prędkości radialne, około 1 000 okazało się gwiazdami w gigantycznej aureoli gwiezdnej, która rozciąga się na zewnątrz o ponad 500 000 lat świetlnych. Uważa się, że gwiazdy te z powodu braku metali uformowały się dość wcześnie, w czasie, gdy masywna halo ciemnej materii uchwyciło swoje pierwsze protogalaktyczne fragmenty.
Natomiast gwiazdy, które dominują bliżej środka galaktyki, to te, które powstały i połączyły się później i zawierają cięższe pierwiastki w wyniku procesów ewolucji gwiazd.
Oprócz tego, że są ubogie w metal, gwiazdy halo podążają losowymi orbitami i nie obracają się. Natomiast gwiazdy widocznego dysku Andromedy obracają się z prędkością do 200 kilometrów na sekundę.
Według Ibaty badanie może doprowadzić do nowych wniosków na temat natury ciemnej materii. „Po raz pierwszy udało nam się uzyskać panoramiczny widok ruchów gwiazd w halo galaktyki” - mówi Ibata. „Te gwiazdy pozwalają nam zważyć ciemną materię i określić, jak maleje wraz z odległością.”
Oprócz Chapmana i Ibaty, innymi autorami są Geraint Lewis z University of Sydney; Annette Ferguson z University of Edinburgh; Mike Irwin z Institute of Astronomy w Cambridge, Anglia; Alan McConnachie z University of Victoria; i Nial Tanvir z University of Hertfordshire.
Oryginalne źródło: Caltech News Release
