Međunarodni tim astronoma [2] uspio je s velikom preciznošću izmjeriti brzine velikog broja planetarnih maglina [3] u intergalaktičkom prostoru unutar galaksije Djevica. Za to su koristili visoko učinkovit FLAMES spektrograf [4] na ESO vrlo velikom teleskopu u Opservatoriju Paranal (Čile).
Ove planetarne zvijezde maglice koje slobodno plutaju u inače naoko praznom prostoru između galaksija velikih klastera mogu se koristiti kao "sonde" gravitacijskih sila koje djeluju unutar tih klastera. Oni pronalaze mase, vidljive i nevidljive unutar ovih područja. To zauzvrat omogućuje astronomima da prouče povijest formiranja ovih velikih vezanih struktura u svemiru.
Točna mjerenja brzine 40 od tih zvijezda potvrđuju mišljenje da je Djevica izrazito nejednako galaksija koja se sastoji od nekoliko podjedinica koje još nisu imale vremena doći u ravnotežu. Ovi novi podaci jasno pokazuju da je Glaster Djevice galaksija još uvijek u izradi.
Oni također po prvi puta dokazuju da jedna od svijetlih galaksija u regiji, Messier 87, ima vrlo prošireni oreol zvijezda, koji doseže barem 65 kpc. Ovo je više nego dvostruko veće veličine od naše galaksije, Mliječnog puta.
Mlada skupina
Na udaljenosti od oko 50 milijuna svjetlosnih godina, Klaster Djevica je najbliži nakupina galaksija. Smješteno je u zodijakalnom zviježđu Djevica (Djevica) i sadrži mnogo stotina galaksija, u rasponu od ogromnih i masivnih eliptičnih galaksija i spirala poput naše Mliječne staze, do patuljastih galaksija, stotina puta manjih od njihove velike braće. Francuski astronom Charles Messier upisao je 16 članova grupe Djevica u svoj poznati katalog maglica. Slika jezgre klastera dobivena kamerom Wide Field Imager na ESO Observatory La Silla objavljena je prošle godine kao PR Photo 04a / 03.
Smatra se da su klasteri galaksija nastali tijekom dugog razdoblja spajanjem manjih entiteta, snažnim gravitacijskim povlačenjem iz tamne i svjetlucave materije. Klaster Djevica smatra se relativno mladim grozdom jer su prethodne studije otkrile male „podgrupe galaksija“ oko glavnih galaksija Messier 87, Messier 86 i Messier 49. Ti se podgrupi još trebaju spojiti da bi formirali gušće i glatkiji skup galaksija.
Nedavna zapažanja pokazala su da je takozvani "intraklaster" prostor, područje između galaksija u klasteru, prožet rijetkom "intraklasterskom populacijom zvijezda", koja se može koristiti za detaljno proučavanje strukture klastera.
Kozmički lutalice
Prva otkrića intraklasterskih zvijezda u klasteru Djevica, talijanska astronomkinja Magda Arnaboldi (Torino opservatorij, Italija) i njezine kolege, 1996. godine učinile su sesendipititno kako bi se proučile proširene oreole galaksija u klasteru Djevica, s ESO New Tehnološkim teleskopom u La Silla pretraživali su objekte poznate kao "planetarne maglice" [3].
Planetarne maglice (PNe) mogu se otkriti na velike udaljenosti od njihovih snažnih emisijskih linija. Ove uske emisijske linije omogućuju precizno mjerenje njihovih radijalnih brzina. Planetarne maglice mogu tako poslužiti za istraživanje kretanja zvijezda u halo područjima udaljenih galaksija.
U svojoj studiji astronomi su pronašli nekoliko planetarnih maglina koje očito nisu povezane s bilo kakvim galaksijama, već se kreću u gravitacijskom polju čitavog klastera. Ti su lutalici pripadali novootkrivenom stanovništvu zvijezda.
Od tih prvih opažanja otkriveno je nekoliko stotina ovih lutalica. Moraju predstavljati vrh ledenog brijega goleme populacije zvijezda koje se kupaju u galaksijama u tim ogromnim klasterima. Zapravo, kako su planetarne maglice posljednja faza zajedničkih zvijezda niske mase - poput našeg Sunca - one su generalno reprezentativne za zvjezdanu populaciju. A kako su planetarne maglice prilično kratkotrajne (nekoliko desetaka tisuća godina - bljesak astronomskih vremenskih razmaka), astronomi mogu procijeniti da je jedna zvijezda u oko 8000 milijuna zvijezda solarnog tipa vidljiva kao planetarna maglica u bilo kojem trenutku. Stoga mora postojati usporedivi broj zvijezda između galaksija kao i u samim galaksijama. Ali s obzirom na to da su razrijeđeni u tako ogromnoj količini, jedva ih je otkriti.
Budući da su ove zvijezde pretežno stare, najvjerojatnije objašnjenje njihove prisutnosti u intraklasterskom prostoru je da su nastale unutar pojedinih galaksija, koje su kasnije oduzete od mnogih njihovih zvijezda tijekom bliskih susreta s drugim galaksijama u početnim fazama formiranja klastera. Te „izgubljene“ zvijezde tada su raštrkane u intraklasterski prostor gdje ih sada nalazimo.
Stoga planetarne maglice mogu pružiti jedinstvenu ručku broja, vrste zvijezda i pokreta u regijama koje mogu sadržavati veliku količinu mase. Njihovi prijedlozi sadrže fosilne zapise povijesti interakcije galaksija i stvaranja galaksije.
Mjerenje brzine umiranja zvijezda
Međunarodni tim astronoma [2] nastavio je dalje detaljno proučavati kretanja planetarnih maglina u klasteru Djevica kako bi utvrdio njegovu dinamičku strukturu i usporedio je s numeričkim simulacijama. U tu svrhu proveli su izazovan istraživački program, usmjeren na potvrđivanje kandidata za planetarnu maglu unutar klastera koje su pronašli ranije i mjerenje njihovih radijalnih brzina u tri različite regije („polja istraživanja“) u jezgri klastera Djevice.
To je daleko od lakog zadatka. Emisija u glavnoj emisiji kisika iz planetarne maglice u Djevici usporediva je s emisijom 60-vatne žarulje na udaljenosti od oko 6,6 milijuna kilometara, što je oko 17 puta više od prosječne udaljenosti do Mjeseca. Nadalje, uzorci planetarnih maglica intraklastera su rijetki, s svega nekoliko desetaka planetarnih maglina u četvrtini stupnja kvadratnog nebeskog polja - otprilike veličine Mjeseca. Spektroskopska opažanja stoga zahtijevaju 8-metarske teleskope i spektrograme s velikim vidnim poljem. Zato su se astronomi morali osloniti na spektrograf FLAMES-GIRAFFE na VLT-u [4], s relativno visokom spektralnom razlučivošću, vidnim poljem od 25 lukova i mogućnošću snimanja do 130 spektra odjednom.
Astronomi su proučavali ukupno 107 zvijezda, među kojima se smatralo da su 71 istinski kandidati za planete unutar klase. Istodobno su promatrali između 21 i 49 objekata oko 2 sata po polju. Tri dijela anketirane jezgre Djevica sadrže nekoliko svijetlih galaksija (Messier 84, 86, 87 i NGC 4388) i veliki broj manjih galaksija. Oni su izabrani da predstavljaju različite cjeline klastera.
Spektroskopskim mjerenjima moglo se potvrditi intraklaster prirode 40 proučavanih planetarnih maglina. Oni su također pružili bogatstvo znanja o strukturi ovog dijela klastera Djevica.
U nastanku
U prvom polju u blizini Messiera 87 (M87) astronomi su izmjerili srednju brzinu blizu 1250 km / s i prilično malu disperziju oko ove vrijednosti. Većina zvijezda na ovom polju fizički je vezana za svijetlu galaksiju M87, na isti način kao što je Zemlja vezana za Sunce. Magda Arnaboldi objašnjava: „Ova je studija dovela do izvanrednog otkrića da Messier 87 ima zvjezdani halo u približnoj dinamičkoj ravnoteži do barem 65 kpc ili više od 200.000 svjetlosnih godina. Ovo je više nego dvostruko veće veličine od naše galaksije, Mliječnog puta, a prije nije bila poznata. "
Raspršivanje brzine uočeno u drugom polju, koje je daleko od svijetlih galaksija, veće je nego u prvom za faktor četiri. Ova vrlo velika disperzija, koja pokazuje da se zvijezde kreću u vrlo različitim smjerovima različitim brzinama, također nam govore da ovo polje najvjerojatnije sadrži mnoge zvijezde unutar klastera na čije kretanje jedva utječu velike galaksije. Novi podaci sugeriraju kao muku mogućnost da bi ta populacija zvijezda unutar klastera mogla biti preostalo od poremećaja malih galaksija dok kruže oko M87.
Raspodjela brzina u trećem polju, kako je izvedeno iz spektra FLAMES, opet je različita. Brzine pokazuju podstrukture povezane s velikim galaksijama Messier 86, Messier 84 i NGC 4388. Najvjerojatnije, velika većina svih ovih planetarnih maglica pripada vrlo proširenom oreolu oko Messiera 84.
Ortwin Gerhard (Sveučilište u Bazelu, Švicarska), član tima, oduševljen je: „Uzeto zajedno ova mjerenja brzine potvrđuju stav da je Grozd Djevice izrazito nejednako i neponovljeno galaksija, koja se sastoji od nekoliko podjedinica. Pomoću spektrografa FLAMES, mogli smo gledati kretanja u klasteru Djevica, u trenutku kada se njegove podjedinice još spajaju. A to je sigurno pogled koji vrijedi vidjeti! "
Više informacija
Rezultati predstavljeni u ovom ESO-ovom priopćenju temelje se na istraživačkom radu („Line-of-Evidence Vectly Speed of Intracluster Planetarne maglice u jezgri klastera Djevica“ M. Arnaboldi i dr.) Koji se upravo pojavio u istraživačkom časopisu Astrofizički časopis Letters Vol. 614, str. 33.
Bilješke
[1]: Priopćenje za javnost sveučilišta u Bazelu o ovoj temi dostupno je na http://www.zuv.unibas.ch/uni_media/2004/20041022virgo.html.
[2]: Članovi tima su Magda Arnaboldi (INAF, Osservatorio di Pino Torinese, Italija), Ortwin Gerhard (Astronomisches Institut, Universit? T Basel, Švicarska), Alfonso Aguerri (Instituto de Astrofisica de Canarias, Španjolska), Kenneth C. Freeman (Mount Stromlo Observatory, ACT, Australija), Nicola Napolitano (Astronomski institut Kapteyn, Nizozemska), Sadanori Okamura (odsjek astronomije, Sveučilište u Tokiju, Japan), i Naoki Yasuda (Institut za istraživanje kozmičkih zraka, Sveučilište Tokija, Japan).
[3]: Planetarne maglice sunčane su zvijezde u posljednjoj fazi umiranja tijekom koje izbacuju svoje vanjske slojeve u okolni prostor. Oni ujedno otkrivaju svoju malu i vruću zvjezdanu jezgru koja se pojavljuje kao "bijela patuljasta zvijezda". Izbačena ovojnica osvjetljava i zagrijava zvjezdanu jezgru i snažno emitira karakteristične emisione vodove nekoliko elemenata, osobito kisika (na valnim duljinama 495,9 i 500,7 nm). Njihovo ime proizlazi iz činjenice da neki od tih obližnjih objekata, poput "maglica s glupostima" (vidi ESO PR Photo 38a / 98) nalikuju diskovima divovskih planeta u Sunčevom sustavu kada se gledaju malim teleskopima.
[4]: FLAMES, više-elementni spektrograf s vlaknima velike mreže, ugrađen je na teleskop 8,2 m VLT KUEYEN. Može istovremeno promatrati spektre velikog broja pojedinačnih, slabih objekata (ili područja malog neba) i pokriva nebesko polje promjera ne manje od 25 lukova, tj. Gotovo jednako veliko kao i puni Mjesec. Rezultat je suradnje između ESO-a, Observatoire de Paris-Meudon, Observatoire de Gen-Lausanne i Anglo Australian Observatory (AAO).
Izvorni izvor: ESO News Release
