Tarptautinei astronomų komandai [2] pavyko labai tiksliai išmatuoti daugybės planetų ūkų [3] greičius tarpgalaktinėje erdvėje Mergelių galaktikų klasteryje. Tam jie panaudojo labai efektyvų FLAMES spektrografą [4] ant ESO labai didelio teleskopo Paranal observatorijoje (Čilė).
Šios planetos ūko žvaigždės, laisvai plūduriuojančios kitaip tariamai tuščioje erdvėje tarp didelių klasterių galaktikų, gali būti naudojamos kaip gravitacinių jėgų „zondai“, veikiančios šiuose spiečiuose. Jie seka masyvus, tiek regionuose, tiek matomus, tiek nematomus. Tai, savo ruožtu, leidžia astronomams ištirti šių didelių visatos struktūrų susidarymo istoriją.
Tikslūs 40 šių žvaigždžių greičio matavimai patvirtina požiūrį, kad Mergelė yra labai nevienalytė galaktikų klasterė, susidedanti iš kelių subvienetų, kurie dar neturėjo laiko pasiekti pusiausvyros. Šie nauji duomenys aiškiai rodo, kad Mergelių galaktikų klasteris vis dar kuriamas.
Jie taip pat pirmą kartą įrodo, kad viena ryškių tiriamo regiono galaktikų, „Messier 87“, turi labai išplėstą žvaigždžių aureolę, siekiančią bent 65 kpc. Tai daugiau nei du kartus viršija mūsų pačių galaktika, Pieno kelias.
Jaunas klasteris
Maždaug 50 milijonų šviesmečių atstumu Mergelių spiečius yra artimiausia galaktikų grupė. Jis yra zodiako žvaigždyne Mergelė (Mergelė) ir jame yra daugybė šimtų galaktikų, pradedant milžiniškomis ir masyviomis elipsinėmis galaktikomis ir spiralėmis, tokiomis kaip mūsų pačių Paukščių Takas, ir nykštukinėms galaktikoms, šimtus kartų mažesnėms nei jų didieji broliai. Prancūzų astronomas Charlesas Messieris į savo garsųjį ūkų katalogą įrašė 16 Mergelių klasterio narių. Klasterio branduolio vaizdas, gautas naudojant „Wide Field Imager“ fotoaparatą ESO „La Silla“ observatorijoje, praėjusiais metais buvo paskelbtas PR nuotrauka 04a / 03.
Manoma, kad galaktikų klasteriai per ilgą laiką susiformavo susibūrus mažesnėms esybėms per stiprų gravitacinį trauką iš tamsios ir šviečiančios medžiagos. Mergelių klasteris laikomas gana jauna klasteriu, nes ankstesni tyrimai atskleidė mažus „galaktikų pogrupius“ aplink didžiąsias galaktikas Messier 87, Messier 86 ir Messier 49. Šie pogrupiai dar neturi susijungti, kad sudarytų tankesnį ir lygesnis galaktikų spiečius.
Naujausi stebėjimai parodė, kad vadinamąją „klasterio“ erdvę, regioną tarp galaktikų klasteryje, persmelkia nedidelė „klasterio žvaigždžių populiacija“, kuria galima išsamiai ištirti klasterio struktūrą.
Kosminiai klajūnai
Pirmieji „Mergelių“ klasterio žvaigždžių intarpų atradimai 1996 m. Buvo sedentiški Italijos astronomos Magdos Arnaboldi (Torino observatorija, Italija) ir jos kolegų. Norėdami ištirti išplėstines galaktikų halas Virgo klasteryje, naudodamiesi ESO. La Silla technologijos teleskopu jie ieškojo objektų, žinomų kaip „planetiniai ūkai“ [3].
Planetinius ūkus (PNe) galima aptikti dideliais atstumais nuo jų stiprių išmetimo linijų. Šios siauros išmetimo linijos taip pat leidžia tiksliai išmatuoti jų radialinį greitį. Taigi planetiniai ūkas gali padėti ištirti žvaigždžių judesius tolimųjų galaktikų aureolių regionuose.
Savo tyrime astronomai rado kelis planetinius ūkus, kurie, matyt, nėra susiję su jokiomis galaktikomis, bet juda viso klasterio gravitacijos lauke. Šie „klajokliai“ priklausė naujai atrastai žvaigždžių grupei, esančiai neakivaizdinėje aplinkoje.
Nuo šių pirmųjų stebėjimų buvo aptikta keli šimtai šių klajūnų. Jie turi atspindėti didžiulės žvaigždžių populiacijos ledkalnio viršūnę, banguojančią tarp galaktikų šiose didžiulėse grupėse. Iš tikrųjų, kadangi planetų ūkas yra paskutinis paprastų mažos masės žvaigždžių - tokių kaip mūsų Saulė - etapas, jie atspindi žvaigždžių populiaciją apskritai. Kadangi planetų ūkas yra gana trumpalaikis (keliasdešimt tūkstančių metų - astronominių laikotarpių brūkštelėjimas), astronomai gali apskaičiuoti, kad viena žvaigždė iš maždaug 8000 milijonų saulės tipo žvaigždžių bet kurią akimirką yra matoma kaip planetos ūkas. Taigi tarp galaktikų turi būti palyginamas žvaigždžių skaičius, kaip ir pačiose galaktikose. Bet kadangi jie yra praskiesti tokiu didžiuliu tūriu, jie yra sunkiai aptinkami.
Kadangi šios žvaigždės yra daugiausia senos, greičiausias jų buvimo tarpląstelinėje erdvėje paaiškinimas yra tai, kad jos susiformavo atskirose galaktikose, kurios vėliau buvo nuimtos nuo daugelio jų žvaigždžių per artimus susitikimus su kitomis galaktikomis pradiniuose klasterių formavimosi etapuose. Tada „prarastos“ žvaigždės buvo išsklaidytos į tarpklasterinę erdvę, kur mes jas dabar randame.
Taigi planetų ūkas gali suteikti unikalią rankeną žvaigždžių skaičiui, tipui ir judesiams regionuose, kuriuose gali būti nemažas kiekis masės. Jų judesiai yra iškastiniai duomenys apie galaktikų sąveikos istoriją ir galaktikų klasterio formavimąsi.
Išmatuoti mirštančių žvaigždžių greitį
Tarptautinė astronomų komanda [2] tęsė išsamų Mergelių spiečiaus planetinių ūkų judesių tyrimą, kad nustatytų jo dinaminę struktūrą ir palygintų su skaitmeniniais modeliavimais. Siekdami šio tikslo, jie atliko sudėtingą tyrimų programą, kurios tikslas buvo patvirtinti anksčiau aptiktus kandidatus į planetos ūkius, kurie yra anksčiau, ir išmatuoti jų radialinius greičius trijuose skirtinguose Mergelių grupių branduolio regionuose („tyrimų laukuose“).
Tai toli gražu nėra lengva užduotis. Pagrindinėje deguonies emisijos linijoje iš Virgo planetinio ūko išmetamų teršalų kiekis yra panašus į 60 vatų lemputės, esančios maždaug 6,6 milijono kilometrų atstumu, maždaug 17 kartų didesnį nei vidutinis atstumas iki Mėnulio, emisiją. Be to, klasterio planetoje esančių ūkų mėginiai yra nedideli, o ketvirtadalyje dangaus lauko kvadrato laipsnio - maždaug Mėnulio dydžio - yra tik kelios dešimtys planetų ūkų. Taigi spektroskopiniams stebėjimams reikalingi 8 metrų klasės teleskopai ir spektrografai su dideliu matymo lauku. Todėl astronomai turėjo pasikliauti „FLAMES-GIRAFFE“ spektrografu VLT [4], pasižyminčiu santykinai didele spektrine skiriamąja geba, regos lauku 25 arminiais ir galimybe paimti iki 130 spektrų vienu metu.
Astronomai ištyrė iš viso 107 žvaigždes, iš kurių buvo manoma, kad 71 yra tikri kandidatai į planetos spąstus. Viename lauke jie stebėjo nuo 21 iki 49 objektų maždaug 2 valandas. Trijose tirtose Mergelės šerdies dalyse yra keletas ryškių galaktikų (Messier 84, 86, 87 ir NGC 4388) ir daugybė mažesnių galaktikų. Jie buvo pasirinkti atstovauti skirtingiems klasterio subjektams.
Spektroskopiniai matavimai galėjo patvirtinti 40 tirtų planetinių ūkų intarpų pobūdį. Jie taip pat suteikė daug žinių apie šios Mergelių klasterio dalies struktūrą.
Filme „The Making“
Pirmajame lauke netoli Messier 87 (M87) astronomai išmatavo vidutinį greitį, artimą 1250 km / s, ir gana nedidelę dispersiją aplink šią vertę. Taigi dauguma žvaigždžių šiame lauke yra fiziškai sujungtos su šviesiąja galaktika M87, kaip ir Žemė. Magda Arnaboldi paaiškina: „Šis tyrimas paskatino nepaprastą atradimą, kad„ Messier 87 “turi žvaigždžių halogeną, kurio apytikslė dinaminė pusiausvyra yra bent 65 kpc arba daugiau nei 200 000 šviesmečių. Tai daugiau nei du kartus viršija mūsų pačių galaktika, Paukščių Takas, ir anksčiau nebuvo žinoma. “
Antrame lauke, toli nuo ryškių galaktikų, stebima greičio dispersija yra keturis kartus didesnė nei pirmajame. Ši labai didelė dispersija, rodanti žvaigždes, judančias labai skirtingomis kryptimis skirtingu greičiu, taip pat sako mums, kad šiame lauke greičiausiai yra daugybė intarpų žvaigždžių, kurių judesiams vos įtakos neturi didelės galaktikos. Nauji duomenys rodo, kad gąsdinanti galimybė, jog ši vidinė spiečio žvaigždžių populiacija gali būti likusi nuo mažų galaktikų ardymo, kai jos skrieja aplink M87.
Trečiojo lauko greičio pasiskirstymas, išvestas iš FLAMES spektro, vėl skiriasi. Greičiai rodo su didelėmis galaktikomis „Messier 86“, „Messier 84“ ir „NGC 4388.“ susijusias substruktūras. Greičiausiai didžioji dauguma visų šių planetų ūkų priklauso labai prailgintam aureolui aplink Messier 84.
Komandos narys Ortwinas Gerhardas (Bazelio universitetas, Šveicarija) džiaugiasi: „Visi šie greičio matavimai patvirtina požiūrį, kad Mergelių spiečius yra labai nevienoda ir neatsipalaidavusi galaktikų grupė, susidedanti iš kelių subvienetų. Taigi su „FLAMES“ spektrografu mes sugebėjome stebėti Mergelių klasterio judesius, tuo metu, kai jo subvienetai vis dar sueina. Tai tikrai vaizdas, kurį verta pamatyti! “
Daugiau informacijos
Šiame ESO pranešime spaudai pateikti rezultatai yra pagrįsti ką tik moksliniame žurnale pasirodžiusiame tyrime (M. Arnaboldi ir kt.) „Intraplausinių planetinių ūglių regos ašies greičio pasiskirstymas virgos klasterio šerdyje“. M. „Astrophysical Journal Letters“ tomas. 614, p. 33.
Pastabos
[1]: Bazelio universiteto pranešimas spaudai šia tema yra tinklalapyje http://www.zuv.unibas.ch/uni_media/2004/20041022virgo.html.
[2]: Komandos nariai yra Magda Arnaboldi (INAF, „Osservatorio di Pino Torinese“, Italija), Ortwinas Gerhardas (Astronomijos institutas, Bazelio universitetas, Šveicarija), Alfonso Aguerri („Canarias“ institutas, Ispanija), Kennethas. C. Freemanas (Stromlo kalno observatorija, ACT, Australija), Nicola Napolitano (Kapteino astronomijos institutas, Nyderlandai), Sadanori Okamura (Tokijo universiteto astronomijos katedra, Japonija) ir Naoki Yasuda (Universiteto Kosminių spindulių tyrimų institutas) Tokijo, Japonija).
[3]: Planetiniai ūkai yra į saulę panašios žvaigždės, kurių paskutinė miršta, per kurias jie išstumia išorinius sluoksnius į aplinkinę erdvę. Tuo pačiu metu jie atidengia savo mažą ir karštą žvaigždžių šerdį, kuris atrodo kaip „baltoji nykštukė žvaigždė“. Išstumtas apvalkalas yra apšviečiamas ir kaitinamas žvaigždžių šerdies. Jis stipriai skleidžia būdingas kelių elementų, ypač deguonies, emisijos linijas (esant 495,9 ir 500,7 nm bangos ilgiui). Jų vardas kyla iš to, kad kai kurie iš šių netoliese esančių objektų, tokių kaip „hantelio ūkas“ (žr. ESO PR nuotr. 38a / 98), primena saulės sistemos milžiniškų planetų diskus, žiūrint į mažus teleskopus.
[4]: 8,2 m ilgio VLT KUEYEN teleskopu sumontuotas pluošto didelio masyvo daugiaelementis spektrografas „FLAMES“. Jis geba vienu metu stebėti daugybės atskirų, silpnų objektų (arba mažų dangaus plotų) spektrus ir apima dangaus lauką, kurio skersmuo ne mažesnis kaip 25 arkos min., T.y., beveik toks pat didelis, kaip ir pilnaties. Tai yra ESO, Paryžiaus-Meudono observatorijos, Geneso-Lozanos observatorijos ir Anglo Australian Observatory (AAO) bendradarbiavimo rezultatas.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
