Starptautiskai astronomu komandai [2] ir izdevies ar lielu precizitāti izmērīt daudzu planētu miglāju [3] ātrumu starpgalaktiskajā telpā Jaunavu galaktiku klasterī. Šim nolūkam viņi izmantoja ļoti efektīvo FLAMES spektrogrāfu [4] ESO ļoti lielajā teleskopā Paranal Observatory (Čīle).
Šīs planētu miglāju zvaigznes, kas brīvi peldas savādāk šķietami tukšajā telpā starp lielu kopu galaktikām, var izmantot kā gravitācijas spēku “zondes”, kas darbojas šajās kopās. Viņi izseko masas, gan šajos reģionos, gan redzamās, gan neredzamās. Tas, savukārt, ļauj astronomiem izpētīt šo lielo saistīto struktūru veidošanās vēsturi Visumā.
Precīzi 40 šo zvaigžņu ātruma mērījumi apstiprina uzskatu, ka Jaunava ir ļoti nevienmērīga galaktiku grupa, kas sastāv no vairākām apakšvienībām, kurām vēl nav bijis laika nonākt līdzsvarā. Šie jaunie dati skaidri parāda, ka Jaunavu galaktiku klasteris joprojām tiek veidots.
Viņi arī pirmo reizi pierāda, ka vienā no pārbaudītajā reģionā esošajām spožajām galaktikām, Mesjē 87, ir ļoti pagarināts zvaigžņu halo, kas sasniedz vismaz 65 kpc. Tas ir vairāk nekā divas reizes lielāks par mūsu pašu galaktiku - Piena Ceļu.
Jauns klasteris
Apmēram 50 miljonu gaismas gadu attālumā Jaunavu klasteris ir tuvākā galaktiku grupa. Tas atrodas Zodiaka zvaigznājā Jaunava (Jaunava) un satur daudzus simtus galaktiku, sākot no milzu un masīvām eliptiskajām galaktikām un spirālēm, piemēram, mūsu Piena Ceļa, līdz punduru galaktikām, simtiem reižu mazākām par viņu lielajiem brāļiem. Franču astronoms Čārlzs Mesjērs savā slavenajā miglāju katalogā ievadīja 16 Jaunavu kopas dalībniekus. Kopas kodola attēls, kas iegūts ar kameru Wide Field Imager ESO La Silla observatorijā, tika publicēts pagājušajā gadā kā PR Photo 04a / 03.
Tiek uzskatīts, ka galaktiku kopas ir izveidojušās ilgā laika posmā, apvienojot mazākas vienības, pateicoties spēcīgai gravitācijas vilkšanai no tumšās un gaišās vielas. Jaunavu klasteris tiek uzskatīts par salīdzinoši jaunu klasteru, jo iepriekšējie pētījumi ir atklājuši mazus “galaktiku apakšklasterus” ap galvenajām galaktikām Messier 87, Messier 86 un Messier 49. Šīm apakšklasteriem vēl ir jāsavienojas, lai veidotos blīvāks un vienmērīgāku galaktiku kopu.
Jaunākie novērojumi parādīja, ka tā saukto “iekšējā klastera” telpu, kas atrodas starp klasteru galaktikām, caurstrāvo maza “zvaigžņu iekšējā grupa”, ko var izmantot, lai sīki izpētītu kopas struktūru.
Kosmiskie klejotāji
Pirmos jaunavu klastera zvaigznīšu atklājumus itāļu astronome Magda Arnaboldi (Torino observatorija, Itālija) un viņas kolēģi 1996. gadā veica separipitīvi. Lai kopā ar ESO pētītu Jaunavu kopas galaktiku paplašinātās halozes. Tehnoloģiskā teleskopa laikā La Silā viņi meklēja objektus, kas pazīstami kā “planētu miglāji” [3].
Planētu miglājus (PNe) var noteikt lielos attālumos no to spēcīgajām emisijas līnijām. Šīs šaurās emisijas līnijas ļauj precīzi izmērīt arī to radiālos ātrumus. Planētas miglāji tādējādi var kalpot, lai izpētītu zvaigžņu kustības tālu galaktiku halo reģionos.
Savā pētījumā astronomi atrada vairākus planētu miglājus, kas acīmredzot nav saistīti ar nevienu galaktiku, bet pārvietojas visa kopas gravitācijas laukā. Šie “klejotāji” piederēja jaunatklātai zvaigžņu populācijai, kas atrodas ārpus kopas.
Kopš šiem pirmajiem novērojumiem ir atklāti vairāki simti šo klejotāju. Viņiem jāatspoguļo aisberga redzamā daļa milzīgai zvaigžņu populācijai, kas uzpeld starp galaktikām šajās milzīgajās kopās. Patiešām, tā kā planētu miglāji ir parasto zema masas zvaigžņu pēdējais posms - tāpat kā mūsu Saule -, tie pārstāv zvaigžņu populāciju kopumā. Un, tā kā planētu miglāji ir diezgan īslaicīgi (daži desmiti tūkstoši gadu - astronomijas laika grafiks), astronomi var aprēķināt, ka viena zvaigzne apmēram 8000 miljonos saules tipa zvaigžņu ir redzama kā planētas miglājs katrā konkrētajā brīdī. Tādējādi starp galaktikām jābūt salīdzināmam zvaigžņu skaitam kā pašām galaktikām. Bet tāpēc, ka tie ir atšķaidīti tik milzīgā tilpumā, tie ir tik tikko nosakāmi.
Tā kā šīs zvaigznes pārsvarā ir vecas, visticamākais to klātbūtnes starpklases telpā skaidrojums ir tas, ka tās veidojās atsevišķās galaktikās, kuras vēlāk daudzām savām zvaigznēm tika atņemtas ciešās tikšanās laikā ar citām galaktikām klasteru veidošanās sākotnējos posmos. Pēc tam šīs “pazudušās” zvaigznes tika izkliedētas kopu telpā, kur mēs tās atrodam.
Tādējādi planētu miglāji var nodrošināt unikālu zvaigžņu skaita, veida un kustību rokturi reģionos, kas var saturēt ievērojamu masas daudzumu. Viņu ierosinājumi satur fosiliju ierakstus par galaktiku mijiedarbības vēsturi un galaktiku kopas veidošanos.
Mirušo zvaigžņu ātruma mērīšana
Starptautiskā astronomu komanda [2] turpināja detalizēti izpētīt Jaunavas klasterī esošo planētu miglāju kustības, lai noteiktu tā dinamisko struktūru un salīdzinātu to ar skaitliskajām simulācijām. Šim mērķim viņi veica izaicinošu pētījumu programmu, kuras mērķis bija apstiprināt agrāk atrastos planētu miglāju kandidātus klasteru iekšienē un izmērīt to radiālo ātrumu trīs dažādos reģionos (“apsekojuma lauki”) Jaunavas klastera kodolā.
Tas nebūt nav viegls uzdevums. Emisijas galvenajā Skābekļa emisijas līnijā no planētas miglāja Jaunavā ir salīdzināmas ar 60 vatu spuldzes izstarojumu aptuveni 6,6 miljonu kilometru attālumā, kas aptuveni 17 reizes pārsniedz vidējo attālumu līdz Mēnesim. Starpclusteru planētu miglāju paraugi ir reti, un tikai daži desmiti planētu miglāju atrodas ceturtdaļas kvadrātu debesu laukā - apmēram Mēness lielumā. Spektroskopiskiem novērojumiem tāpēc nepieciešami 8 metru klases teleskopi un spektrogrāfi ar lielu skata lauku. Tāpēc astronomiem bija jāpaļaujas uz FLAMES-GIRAFFE spektrogrāfu VLT [4] ar salīdzinoši augsto spektrālo izšķirtspēju, redzes lauku 25 loka minūtēs un iespēju uzņemt līdz 130 spektriem vienlaikus.
Astronomi izpētīja kopumā 107 zvaigznes, starp kurām tika uzskatīts, ka 71 ir īsts planētas intraklusteru kandidāts. Viņi novēroja no 21 līdz 49 objektiem vienlaicīgi apmēram 2 stundas vienā laukā. Trīs aptaujāto Jaunavas kodolu daļas satur vairākas spilgtas galaktikas (Messier 84, 86, 87 un NGC 4388) un lielu skaitu mazāku galaktiku. Viņi tika izvēlēti, lai pārstāvētu dažādas kopas vienības.
Spektroskopiskie mērījumi varēja apstiprināt 40 pētāmo planētu miglāju intraklusālo raksturu. Viņi arī sniedza daudz zināšanu par šīs Jaunavas kopas daļas struktūru.
Gatavošanā
Pirmajā laukā pie Mesjē 87 (M87) astronomi izmērīja vidējo ātrumu tuvu 1250 km / s un diezgan nelielu dispersiju ap šo vērtību. Tādējādi lielākā daļa zvaigžņu šajā laukā ir fiziski saistītas ar gaišo galaktiku M87 tāpat kā Zeme ir saistīta ar Sauli. Magda Arnaboldi skaidro: “Šis pētījums ir novedis pie ievērojama atklājuma, ka Messier 87 aptuvenā dinamiskā līdzsvara stāvoklī zvaigžņu halo ir vismaz 65 kpc vai vairāk nekā 200 000 gaismas gadu. Tas ir vairāk nekā divas reizes lielāks par mūsu pašu galaktiku, Piena Ceļu, un tas iepriekš nebija zināms. ”
Otrajā laukā, kas atrodas tālu no gaišām galaktikām, novērotā ātruma izkliede ir lielāka par četrkārtīgu nekā pirmajā. Šī ļoti lielā izkliede, kas norāda zvaigznes, kas pārvietojas ļoti atšķirīgos virzienos ar dažādu ātrumu, arī mums saka, ka šis lauks, iespējams, satur daudzas starpklases zvaigznes, kuru kustības tik tikko neietekmē lielās galaktikas. Jaunie dati liek domāt par vilinošu iespēju, ka šī zvaigžņu populācija, kas atrodas ārpus kopas, varētu būt atlikums, ko rada mazo galaktiku izjaukšana, apceļot M87.
Ātruma sadalījums trešajā laukā, kas izriet no FLAMES spektriem, atkal ir atšķirīgs. Ātrumi rāda apakšstruktūras, kas saistītas ar lielajām galaktikām Messier 86, Messier 84 un NGC 4388. Visticamāk, ka lielākais vairums visu šo planētu miglāju pieder ļoti pagarinātam halogenam ap Messier 84.
Komandas loceklis Ortvins Gerhards (Bāzeles Universitāte, Šveice) ir saviļņots: “Kopumā šie ātruma mērījumi apstiprina viedokli, ka Jaunavu klasteris ir ļoti nevienmērīgs un neuzbāzīgs galaktiku klasteris, kas sastāv no vairākām apakšvienībām. Izmantojot FLAMES spektrogrāfu, mēs tādējādi varējām noskatīties Jaunavu klastera kustības brīdī, kad tās apakšvienības joprojām apvienojas. Un tas noteikti ir skats, kuru ir vērts redzēt! ”
Vairāk informācijas
Šajā ESO paziņojumā presei sniegtie rezultāti ir balstīti uz pētījumu (M. Arnaboldi et al.), Kas publicēts pētījuma žurnālā “Mērķa klastera kodolu redzes redzes ātruma sadalījums jaunavas klastera kodolā”, kas tikko parādījies pētījumu žurnālā Astrophysical Journal Letters Sēj. 614, lpp. 33.
Piezīmes
[1]: Bāzeles Universitātes paziņojums presei par šo tēmu ir pieejams vietnē http://www.zuv.unibas.ch/uni_media/2004/20041022virgo.html.
[2]: Komandas locekļi ir Magda Arnaboldi (INAF, Osservatorio di Pino Torinese, Itālija), Ortvīns Gerhards (Astronomisches Institut, Universit? T Bāzele, Šveice), Alfonso Aguerri (Instituto de Astrofisica de Canarias, Spānija), Kenneth C. Freeman (Mount Stromlo Observatory, ACT, Austrālija), Nicola Napolitano (Kapteyn Astronomical Institute, Nīderlande), Sadanori Okamura (Tokijas Universitātes Astronomijas katedra, Japāna) un Naoki Yasuda (Universitātes Kosmisko staru pētniecības institūts) (Tokija, Japāna).
[3]: Planētu miglāji ir Saulei līdzīgas zvaigznes pēdējā miršanas fāzē, kuras laikā viņi ārējos slāņus izstumj apkārtējā telpā. Tajā pašā laikā viņi atklāj savu mazo un karsto zvaigžņu kodolu, kas parādās kā “baltā pundurzvaigzne”. Izmesto aploksni apgaismo un silda zvaigžņu kodola un spēcīgi izstaro raksturīgajos vairāku elementu, īpaši skābekļa, emisijas līnijās (pie viļņa garuma 495,9 un 500,7 nm). Viņu vārds cēlies no tā, ka daži no šiem tuvumā esošajiem objektiem, piemēram, “Hanteles miglājs” (skat. ESO PR Foto 38a / 98), atgādina Saules sistēmas milzu planētu diskus, kad tos aplūko ar maziem teleskopiem.
[4]: 8,2 m garā VLT KUEYEN vienības teleskopā ir uzstādīts šķiedru liela masīva daudzelementu spektrogrāfs FLAMES. Tas spēj vienlaikus novērot daudzu atsevišķu, vāju objektu (vai mazu debesu zonu) spektrus un aptver debesu lauku, kura diametrs nav mazāks par 25 loka minūtēm, t.i., gandrīz tikpat liels kā pilnmēness. Tas ir sadarbības rezultāts starp ESO, Parīzes-Meudonas observatoriju, Genve-Lozannas observatoriju un Austrālijas Anglo observatoriju (AAO).
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
