Március 11
Mi áll a legközelebb a Tejútrendszerünkhöz? Andromeda. Úgy gondolják, hogy galaxisunk nagyon hasonló hozzá. Együtt uralják a galaxisok helyi csoportját. Az Andromeda szétszórt fényét a csillagok százmilliárdjai okozzák, amelyekből áll. Az Andromedát körülvevő több csillag valóban a mi galaxisunk csillagai. Olyan messze van, hogy körülbelül 2 millió év fénybe telik, hogy onnan elérjen minket. És mégis, 4 milliárd év múlva galaxisaink összeütköznek egy nagy kozmikus katasztrófában. Azonban az új a tudósok felfedezése kimutatta, hogy az Androméda glóriája máris a mi galaxisunk glóriájába ütközik. Megmagyarázzuk, miért fontos tanulmányozni ezt a glóriát, mit talált Hubble ebben a glóriában, mit lehet tudni "űrszomszédunkról" és hogyan lehet megtalálni az Andromedát az égen.
Mit lehet tudni az Andromeda galaxisról?
Az Andromeda-galaxis, más néven M31, nagyjából 1 billió csillag fenséges spirálja, körülbelül akkora, mint a Tejútrendszerünk. 2,5 millió fényévnyire, olyan közel van hozzánk, hogy a galaxis szivar alakú izzó foltnak tűnik magasan az őszi égbolton. Ha szabad szemmel lehetne látni a gáz glóriáját, körülbelül háromszor szélesebb lenne, mint a Nagy Göncöl. Ez lenne az éjszakai égbolt legnagyobb jellemzője. Az Andromedát gyakran M31 galaxisnak vagy ködnek nevezik, mivel ez Messier szétszórt égi tárgyainak listáján a 31. objektum.
Mit tudtak meg a tudósok?
Egy mérföldkőnek számító tanulmányban a Hubble Űrtávcsövet használó tudósok feltérképezték az Andromeda galaxist körülvevő hatalmas gáz burkolatot - a glóriát. A tudósok meglepődve tapasztalták, hogy a diffúz plazma vékony, szinte láthatatlan glóriája 1,3 millió fényévnyire nyúlik a galaxistól - mintegy félúton a Tejútrendszerünkig - és 2 millió fényévnyire bizonyos irányokban. Ez azt jelenti, hogy Andromeda glóriája már a mi galaxisunk glóriájába ütközik.
Azt is megállapították, hogy a glóriának réteges szerkezete van, két fő beágyazott és különálló gázhéjjal. Ez a galaxist körülvevő glória legátfogóbb vizsgálata. Minél közelebb van a megfigyelt Andromeda glória, annál jobban megértjük annak szerkezetét.
Ez az ábra az Andromeda-galaxis gáz glóriáját ábrázolja, ha szabad szemmel is látható. 2,5 millió fényév távolságra az Andromeda fenséges spirálgalaxis olyan közel van hozzánk, hogy úgy tűnik, mintha egy szivar alakú fényfolt lenne magasan az őszi égen. Ha szabad szemmel meg lehetne látni a gázhalóját, körülbelül háromszor szélesebb lenne, mint a Nagy Göncöl - messze a legnagyobb részlet az éjszakai égbolton.
Képhitel és szerzői jog: NASA, ESA, J. DePaskuel és E. Wheatley (STScI) és Z. Levy (háttérkép)
"Rendkívül fontos megérteni a galaxisokat körülvevő hatalmas gázhalókat" - magyarázta Samantha Berek, a nyomozó társkutatója a Connecticuti New Haven-i Yale Egyetemről. „Ez a gáztározó üzemanyagot tartalmaz a galaxis jövőbeni csillagképződéséhez, valamint olyan események maradványait, mint a szupernóvák. Tele van a galaxis múltjának és jövőjének fejlődésével kapcsolatos nyomokkal, és végre teljes részletességgel tanulmányozhatjuk legközelebbi galaktikus szomszédunkon. "
"Megállapítottuk, hogy a belső héj, amely körülbelül félmillió fényévig nyúlik, sokkal összetettebb és dinamikusabb" - magyarázta Nicholas Lehner, a tanulmány vezetője, az Indiana-i Notre Dame Egyetem munkatársa. - A külső héj simább és forróbb. Ez a különbség valószínűleg annak a szupernóva-aktivitásnak az eredménye, amely a galaxis korongján van, és közvetlenebbül befolyásolja a belső glóriát. "
Ennek a tevékenységnek a jele, hogy a csapat nagyszámú nehéz elemet fedezett fel az Andromeda gáz glóriájában. A nehezebb elemeket a csillagok belében készítik elő, majd kidobják az űrbe - néha erőszakosan, amikor a csillag meghal. A glóriát ezután csillagrobbanásokkal szennyezik ezzel az anyaggal.
Az AMIGA projekt és a kvazárok keresése
A Project AMIGA (Andromeda ionizált gázfelszívódási térkép) elnevezésű program révén a tanulmány 43 kvazár - nagyon távoli, ragyogó, fekete lyukakkal táplált galaxisok - fényét vizsgálta, amelyek messze túl vannak Andromedán. A kvazárok a Világegyetem legfényesebb űrobjektumai, amelyek Andromedán túl messze túlmutató galaxisok magjait képviselik. A glória mögött szétszórt kvazárok "kiemelik", ami lehetővé teszi a tudósok számára, hogy részletesen feltárják ezeket a területeket.
A glórián keresztül a kvazárok fényére nézve a csapat megfigyelte, hogy ezt a fényt hogyan szívja el az Andromeda halo, és hogyan változik ez a felszívódás a különböző régiókban. Az Andromeda hatalmas glóriája nagyon ritka és ionizált gázból készül, amely nem bocsát ki könnyen detektálható sugárzást. Ezért a háttér abból származó fény abszorpciójának nyomon követése a legjobb módszer ennek az anyagnak a vizsgálatához.
Ez az ábra 43 olyan kvazár helyét mutatja be, amelyekkel a tudósok Andromeda gáz glóriáját tanulmányozták. Ezek a kvazárok - az aktív galaxisok nagyon távoli, ragyogó magjai, amelyeket fekete lyukak táplálnak - messze szétszóródnak a glórián, így a tudósok több régiót is felfedezhetnek. Végignézve a hatalmas glóriát a kvazárok fényében, a csapat megfigyelte, hogy ezt a fényt hogyan szívja el a glória, és hogyan változik ez az abszorpció a különböző régiókban. A háttér kvazárok fényelnyelésének nyomon követésével a tudósok a halo anyagot vizsgálhatják.
Források: NASA, ESA és E. Wheatley (STScI)
A kutatók a Hubble Space-Origin Spectrograph (COS) egyedülálló képességét használták a kvazárok ultraibolya fényének tanulmányozására. Az ultraibolya fényt elnyeli a Föld légköre, ami lehetetlenné teszi a földi távcsövekkel történő megfigyelést. A csapat COS-t használt a szén, szilícium és oxigén ionizált gázainak kimutatására. Az atom akkor válik ionizálttá, amikor a sugárzás eltávolítja egy vagy több elektronból.
Hogyan tanulmányozták az Andromeda glóriát korábban, és miért olyan nehéz?
Korábban Andromeda glóriáját már Lehner csapata vizsgálta. 2015-ben felfedezték, hogy Andromeda glóriája nagy és hatalmas. De a tudósok alig sejtették a komplexitást; most részletesebben feltérképezi, így pontosabban meghatározva a méretét és tömegét.
Korábban nagyon kevés információ volt - mindössze hat kvazár - 1 millió fényéven belül a galaxistól. A tudósok most már több információval rendelkeznek Andromeda glóriájának belső régiójáról.
Mivel a Tejúton belül élünk, a tudósok számára nem könnyű értelmezni a saját galaxisunk glóriáját. Úgy vélik azonban, hogy az Andromeda és a Tejút haloknak nagyon hasonlónak kell lenniük, mivel a két galaxis is nagyon hasonló. A két galaxis ütközési útjukon van, és egyesülve óriási elliptikus galaxist képeznek mintegy 4 milliárd év alatt.
A tudósok megvizsgálták egy távolabbi galaxisok gázhalo-jait, de ezek a galaxisok sokkal kisebbek az égen, ami azt jelenti, hogy a haloik vizsgálatához elég fényes háttérkvazárok száma galaxisonként általában csak egy. Ezért a térinformációk lényegében elvesznek. A Földhöz való közelsége miatt Andromeda gáz glóriája az égen vetődik fel, így sokkal nagyobb mintákat lehet gyűjteni.
Miért olyan fontos az Andromeda tanulmányozása?
Az Andromeda-n kívüli kvazárok felkutatására és tanulmányozására irányuló kísérlet valóban egyedülálló, mert csak ezzel a galaxissal rendelkezünk információkkal a glóriájáról nemcsak egy vagy két látószög mentén, hanem 40 fölött is. Ez egy innovatív megközelítés a teljes komplexitás ábrázolásához. a galaktikus glória mögött a Tejútrendszer mögött.
Valójában az Andromeda az egyetlen olyan galaxis az Univerzumban, amelynél ezt a kísérletet most és csak Hubble-vel lehet elvégezni. Csak a jövő ultraibolya-érzékeny űrtávcsőjének segítségével lesznek képesek a tudósok rendszeresen ilyen típusú kísérleteket végrehajtani a Helyi Csoportot alkotó mintegy 30 galaxison kívül.
"Ily módon az AMIGA projekt bepillantást engedett a jövőbe is" - zárta beszédét Lehner.
Hogyan lehet megfigyelni az Andromedát, és hogyan vizsgálják most?
Az M31 az Andromeda csillagképben fekszik, és legjobban novemberben figyelhető meg. A galaxis látszólagos nagysága 3,1, így szabad szemmel is látható a közepes fényszennyezésű területeken is. Mivel ez nagyon könnyen megfigyelhető részlet az éjszakai égbolton, lehetetlen megmondani, ki fedezte fel az Andromeda galaxist. Abd ar-Rahman al-Sufi perzsa csillagász 964-es fixcsillag- könyve azonban tartalmazza az objektumról az első ismert jelentést.
Kép: Stellarium
Ez az M31 csillagdiagram egy észak-középső szélességi körzet nézete egy adott hónapra és időre.
Szerzők: NASA, ESA, J. Dalkanton, B. F. Williams és L. S. Johnson (Washingtoni Egyetem), PHAT és R. Gendler
A 411 egyedi távcsőponttal készített 7 398 képből álló legközelebbi nagy galaxis szomszédunk, az M31 képe az eddigi legnagyobb Hubble-mozaik. A mozaik 1,5 milliárd pixelén több mint 100 millió csillag és több ezer csillaghalmaz látható az M31 palacsintalemez, más néven Andromeda galaxis részébe ágyazva. Bár a galaxis több mint 2 millió fényévnyire van, a Hubble elég erős ahhoz, hogy különálló csillagokat különítsen el a lemez ezen a 61 ezer fényévnyi szakaszán. Olyan ez, mint egy tengerpart fényképezése és az egyes homokszemek kiszedése.
A Hubble sűrűn telített csillagokat követ a galaxis belső középpontjából (balra). Ebből a központi galaktikus domborulatból kijönve a panoráma csillag- és porcsíkokon át a vékonyabb külső korongig nyúlik. Hűvösebb sárgás csillagok uralják a galaxis közepét, a bal alsó sarokban. A bal felsőtől a jobb alsóig terjedő kék kör alakú spirálkar számos kék kék csillag és csillagképző régió halmazával rendelkezik. Sötét sziluettek követik a bonyolult porszerkezeteket.
Források: NASA, ESA, B. Williams és J. Dalcanton (Washingtoni Egyetem, Seattle)
Ez a Hubble teleszkóp kép 7900 fényévre terjed ki, és az M31 sűrűn lakott központi régióját mutatja. A középponttól jobbra található fényes régió egy csillagcsoport, amely a galaxis fekete lyuk körül helyezkedik el. A képen szétszórt kék pontok ultrakék csillagok, amelyek idő előtt eldobják külső anyagrétegeiket, és így felfedik rendkívül forró magjukat.
