Żarłoczna pchła w rodzinie galaktyk

dnia 11/08/2016
Powyższe zdjęcie w zakresie widzialnym wykonane za pomocą LBT przedstawia galaktykę karłowatą DDO 68, która leży w stosunkowo pustym regionie przestrzeni 39 milionów lat świetlnych od Ziemi, oraz jedną z jej towarzyszek - DDO 68 C. Pasek skali przedstawia odległość 3,6 kpc (niemal 12 000 lat świetlnych). Źródło: Francesca Annibali/INAF

Powyższe zdjęcie w zakresie widzialnym wykonane za pomocą LBT przedstawia galaktykę karłowatą DDO 68, która leży w stosunkowo pustym regionie przestrzeni 39 milionów lat świetlnych od Ziemi, oraz jedną z jej towarzyszek – DDO 68 C. Pasek skali przedstawia odległość 3,6 kpc (niemal 12 000 lat świetlnych). Źródło: Francesca Annibali/INAF

Nawet karłowata galaktyka o bardzo niskiej masie jest zdolna akreować jeszcze mniejsze galaktyki znajdujące się w jej pobliżu – twierdzi międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez Francescę Annibali z INAF (Italian National Institute for Astrophysics). Powyższe wyniki uzyskano dzięki obserwacjom obszaru otaczającego galaktykę karłowatą DDO 68, której masa wynosi zaledwie 100 milionów mas Słońca, zaledwie jedną tysięczną część masy Drogi Mlecznej.

Modele teoretyczne przewidują hierarchiczne procesy formowania galaktyk, w których galaktyki powstają wskutek łączenia się mniejszych obiektów. Jednak jak dotąd bezpośrednie dowody obserwacyjne potwierdzające te przewidywania dostępne były jedynie w przypadku masywnych galaktyk i ich mniejszych galaktycznych towarzyszy.

W ramach nowych badań Annibali i jej współpracownicy wykorzystali czułość i duże pole widzenia Wielkiego Teleskopu Lornetkowego (LBT, Large Binocular Telescope) znajdującego się na Mt. Graham w południowo-wschodniej Arizonie. Zespół badaczy odkrył, że DDO 68, galaktyka karłowata znajdująca się w odizolowanym regionie przestrzeni w rzeczywistości otoczona jest przez kilka mniejszych galaktyk satelitarnych, które aktywniej akreuje.

„W pewien sposób to co zobaczyliśmy przypomina nam cytat z Jonathana Swifta,” mówi Annibali:

Pewien naturalista wielki

orzekł, że pchła ma swoje pchełki

na nich jeszcze mniejsza pchełka gości

i tak do nieskończoności…

Okazuje się, że nawet najmniejsze galaktyki karmią się swoimi jeszcze mniejszymi towarzyszami, stąd powyższy cytat w tytule naszego artykułu.”

Zbliżenie na DDO 68. Źródło: Francesca Annibali/INAF

Zbliżenie na DDO 68. Źródło: Francesca Annibali/INAF

DDO 68 to jedna z trzech znanych najmniej wyewoluowanych galaktyk spośród tych, w których wciąż powstają gwiazdy, charakteryzująca się składem chemicznym podobnym do przewidywań Wielkiego Wybuchu. Naukowcy wiedzieli już, że jej wyjątkowo nieregularna morfologia – z długim ogonem pełnym gwiazd i gazu – może być skutkiem oddziaływań pływowych z innymi obiektami. Przez przypadek zauważono prawdopodobnego kandydata – najprawdopodobniej inną małą galaktykę lub obłok gazowy – w stosunkowo dużej odległości od DDO 68.

„Gdy przeanalizowaliśmy nasze zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a odkryliśmy protuberancję głównego kształtu DDO 68,” mówi Francesca Annibali, badaczka z INAF w Bolonii. „Stwierdziliśmy, że tylko LBT ze swoimi dwoma lustrami głównymi o średnicy 8,4 metra każde będzie zdolne i będzie miało pole widzenia wystarczająco duże aby potwierdzić lub zaprzeczyć obecności strumienia i innych akreowanych satelitów.”

Zdjęcia z LBT pozwoliły stwierdzić, że DDO 68 posiada niewielki strumień gazu oprócz dobrze znanego długiego ogona, a wokół niej krąży kilka innych galaktyk satelitarnych złożonych z gwiazd i gazu. Owe galaktyki z czasem połączą się z DDO 68. Zarówno strumień jak i galaktyki satelitarne charakteryzują się masą ok. 100 000 mas Słońca – podobną lub mniejszą niż masy ultra-słabych galaktyk satelitarnych krążących wokół Drogi Mlecznej.

„Nasi koledzy, Luca Ciotti i Carlo Nipoti z Wydziału Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie w Bolonii stworzyli numeryczne modele dynamiczne układu DDO 68 odtwarzające obserwowaną konfigurację ‚pchły z mniejszymi pchełkami'”, mówi Annibali. „To pierwszy dowód strumienia gwiazd wokół odizolowanej galaktyki karłowatej o masie zaledwie 100 milionów mas Słońca,  a jednocześnie obserwacyjny dowód na hierarchiczne procesy formowania galaktyk także w mniejszej skali.”

Powyższe zdjęcie wykonane w zakresie widzialnym przedstawia budowę galaktyki karłowatej. Źródło: Francesca Annibali/INAF

Powyższe zdjęcie wykonane w zakresie widzialnym przedstawia budowę galaktyki karłowatej. Źródło: Francesca Annibali/INAF

„Innymi słowy, nie tylko masywne obiekty mogą pożerać mniejsze leżące w ich otoczeniu. Taki sam apetyt może charakteryzować także mniejsze obiekty,” mówi Monica Tosi, astronom z INAF i członek zespołu kierowanego przez Annibali.

Galaktyki karłowate aktywnie tworzące gwiazdy są niezwykle istotne dla naukowców pozwalając im zrozumieć formowanie i ewolucję galaktyk. Spośród nich szczególnie ciekawe są galaktyki ekstremalnie ubogie w metale, takie jak DDO 68, ponieważ pomimo faktu formowania gwiazd od miliardów lat, nie są w stanie utrzymać pierwiastków chemicznych wyprodukowanych w procesach fuzji jądrowej zachodzących we wnętrzach gwiazd. Najprawdopodobniej owe metale zostały wywiane do ośrodka międzygalaktycznego przez wiatry galaktyczne spowodowane eksplozjami supernowych.

„To naprawdę interesujące, że system, którego potencjał grawitacyjny jest za niski aby utrzymać materię wyrzuconą w eksplozji supernowych jest w stanie przyciągać i akreować mniejsze galaktyki,” mówi Tosi.

Źródło: LBT

Dodaj komentarz