Credit imagine: NRAO
O echipă de astronomi care folosește Telescopul Robert C. Byrd Green Bank al Fundației Naționale a Științei (GBT) a făcut prima detectare concludentă a ceea ce par a fi blocurile de construcție rămase ale formării galaxiei - nori neutri de hidrogen - care se învârt în jurul galaxiei Andromeda, localizată în constelația Andromeda, cea mai apropiată mare galaxie spirală de Calea Lactee.
Această descoperire poate ajuta oamenii de știință să înțeleagă structura și evoluția Căii Lactee și a tuturor galaxiilor spiralate. De asemenea, poate ajuta la explicarea motivului pentru care anumite stele tinere din galaxiile mature sunt în mod surprinzător lipsite de elementele grele pe care le conțin contemporanii lor.
„Galaxiile uriașe, cum ar fi Andromeda și calea noastră lactee, sunt formate prin fuziuni repetate cu galaxii mai mici și prin acumularea unui număr mare de„ nori ”de masă chiar mai mică - obiecte întunecate care nu au stele și chiar sunt prea mici pentru a numi galaxii. ", A declarat David A. Thilker, de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, Maryland. „Studiile teoretice prognozează că acest proces de creștere galactic continuă și astăzi, dar astronomii nu au fost în stare să detecteze„ blocurile de construcție ”scăzute de masă scăzute care cad în galaxii din apropiere, până acum."
Cercetările lui Thilker sunt publicate în Astrophysical Journal Letters. Alți colaboratori includ: Robert Braun de la Fundația Olandeză pentru Cercetări în Astronomie; Rene A.M. Walterbos de la New Mexico State University; Edvige Corbelli din Osservatorio Astrofisico di Arcetri din Italia; Felix J. Lockman și Ronald Maddalena de la National Radio Astronomy Observatory (NRAO) din Green Bank, West Virginia; și Edward Murphy de la Universitatea din Virginia.
Calea Lactee și Andromeda s-au format în urmă cu multe miliarde de ani într-un cartier cosmic plin de materii prime galactice - printre care hidrogenul, heliul și materia întunecată rece au fost elementele constitutive primare. Până acum, cea mai mare parte a acestei materii prime a fost probabil împânzită de cele două galaxii, dar astronomii bănuiesc că unii nori primitivi plutesc în continuare liber.
Studii anterioare au relevat o serie de nori de hidrogen atomic neutru care se află în apropierea Căii Lactee, dar nu fac parte din discul său. Acestea au fost denumite inițial nori cu viteză mare (HVC) atunci când au fost descoperite pentru prima dată, deoarece păreau să se miște cu viteze greu de reconciliat cu rotația galactică.
Oamenii de știință nu erau siguri dacă HVC-urile cuprindeau blocuri de construcție ale Căii Lactee care până acum scăpau de capturarea sau dacă urmăreau gazele accelerate până la viteze neașteptate prin procese energetice (supernovele multiple) din Calea Lactee. Descoperirea unor nori similari legați de galaxia Andromeda consolidează faptul că cel puțin unele dintre aceste HVC sunt într-adevăr blocuri de construcție galactice.
Astronomii sunt capabili să utilizeze radiotelescoape pentru a detecta radiațiile caracteristice de 21 de centimetri emise natural de hidrogenul atomic neutru. Marea dificultate în analizarea acestor blocuri de construcții galactice cu masă scăzută a fost că emisia lor radio naturală este extrem de slabă. Chiar și cei mai apropiați de noi, norii care orbitează Galaxia noastră, sunt greu de studiat din cauza incertitudinilor grave la distanță. „Știm că HVC-urile Căii Lactee sunt relativ apropiate, dar tocmai cât de aproape este greu de determinat”, a spus Thilker.
Încercările anterioare de a găsi sateliți dispăruți în jurul galaxiilor externe, la distanțe bine cunoscute, nu au reușit din cauza necesității unui instrument foarte sensibil, capabil să producă imagini de înaltă fidelitate, chiar și în imediata apropiere a unei surse luminoase, cum ar fi Galaxia Andromeda.
S-ar putea considera această sarcină asemănătoare cu distincția vizuală a unei lumânări plasate adiacentă unui reflector. Noua concepție a GBT-ului recent comandat a întâmpinat aceste provocări genial și le-a oferit astronomilor prima privire asupra cartierului aglomerat din jurul Andromedei.
Galaxia Andromeda a fost vizată, deoarece este cea mai apropiată galaxie spirală masivă. „Într-un anumit sens, cei bogați devin mai bogați, chiar și în spațiu”, a spus Thilker. „Toate celelalte fiind egale, ne-am putea aștepta să găsească mai mulți nori primordiali în vecinătatea unei galaxii spirale mari decât în apropierea unei mici galaxii pitice, de exemplu. Acest lucru face ca Andromeda să fie un loc bun pentru a arăta, în special având în vedere apropierea sa relativă - la doar 2,5 milioane de ani-lumină de Pământ. ”
Ceea ce GBT a reușit să fixeze a fost o populație de 20 de nori discrete de hidrogen neutru, împreună cu o componentă filamentară extinsă, care, consideră astronomii, sunt amândoi asociați cu Andromeda. Aceste obiecte, aparent sub influența gravitațională a halo-ului lui Andromeda, sunt considerate a fi norii gazoși ai sateliților „lipsiți” (poate predominați de materia întunecată) și a resturilor lor de fuziune. Au fost găsite în 163.000 de ani-lumină de Andromeda.
Modelele cosmologice favorizate au prezis existența acestor sateliți, iar descoperirea lor ar putea reprezenta unele dintre „materia întunecată rece” care lipsește din Univers. De asemenea, confirmarea faptului că aceste obiecte cu masă redusă sunt omniprezente în jurul galaxiilor mai mari ar putea ajuta la rezolvarea misterului de ce anumite stele tinere, cunoscute sub numele de stele pitic G, sunt similare chimic cu cele care au evoluat cu miliarde de ani în urmă.
Pe măsură ce galaxiile îmbătrânesc, acestea dezvoltă concentrații mai mari de elemente grele formate de reacțiile nucleare din miezurile stelelor și în exploziile cataclismice ale supernovelor. Aceste explozii au aruncat elemente grele în galaxie, care apoi devin planete și vor fi preluate în următoarea generație de stele.
Analiza spectrală și fotometrică a stelelor tinere din Calea Lactee și a altor galaxii arată însă că există un anumit număr de stele tinere care sunt surprinzător de lipsite de elemente grele, ceea ce le face să semene cu stele care ar fi trebuit să se formeze în primele etape ale evoluției galactice. .
„O modalitate de a da seama de această ciudată anomalie este de a avea o sursă proaspătă de materie primă galactică din care să formeze stele noi”, a spus Murphy. „Întrucât norii cu viteză mare pot fi blocurile rămase ale formării galaxiei, ele conțin concentrații aproape intacte de hidrogen, în mare parte lipsite de metalele grele care însămânțează galaxii mai vechi." Fuziunea lor în galaxii mari, prin urmare, ar putea explica modul în care materialul proaspăt este disponibil pentru formarea de stele pitic G.
Galaxia Andromeda, cunoscută și sub denumirea de M31, este una dintre doar câteva galaxii care sunt vizibile de pe Pământ cu ochiul neajutat și este văzută ca o smulgere slabă în constelația Andromeda. Vizionat printr-un telescop modest, Andromeda dezvăluie, de asemenea, că are două galaxii pitice satelite proeminente, cunoscute sub numele de M32 și M110. Acești pitici, împreună cu norii studiați de Thilker și colaboratori, sunt sortiți să se contopească în cele din urmă cu Andromeda. Calea Lactee, M33 și Galaxia Andromeda plus aproximativ 40 de însoțitori pitici, includ ceea ce este cunoscut sub numele de „Grupul Local”.
Astăzi, Andromeda este poate cea mai studiată galaxie, alta decât Calea Lactee. De fapt, multe dintre lucrurile pe care le cunoaștem despre natura galaxiilor precum Calea Lactee au fost învățate studiind Andromeda, deoarece caracteristicile generale ale propriei noastre galaxii sunt deghizate de punctul nostru de vedere intern. „În acest caz, Andromeda este un bun analog pentru Calea Lactee”, a spus Murphy. „Clarifică imaginea. A trăi în Calea Lactee este ca și cum ai încerca să stabilești cum arată casa ta din interior, fără a ieși în aer liber. Cu toate acestea, dacă te uiți la casele vecinilor, poți avea o idee despre cum ar putea arăta propria ta casă. "
GBT este cel mai mare telescop radio complet orientabil din lume.
Observatorul Național de Radio Astronomie este o instalație a Fundației Naționale a Științei, operată în baza unui acord de cooperare de Universitățile Asociate, Inc.
Sursa originală: Comunicat de presă NRAO
