Pierwsze pomiary ruchu własnego dla gwiazd spoza naszej Galaktyki

Źródło: ESO

Łącząc dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz misji Gaia, astronomowie z Uniwersytetu w Groningen  zmierzyli ruch własny 15 gwiazd w galaktyce NGC  253. To pierwsze tego typu pomiary wykonywane dla gwizd w małej galaktyce poza Drogą mleczną. Analiza wskazuje nieoczekiwaną preferencję kierunku ruchu, co wskazuje, że standardowe modele teoretyczne wykorzystywane do opisywania ruchu gwiazd i halo ciemnej materii w innych galaktykach mogą być niewłaściwe. Wyniki badań opublikowano dzisiaj (27/11) w periodyku Nature Astronomy.

Astronomowie od dawna potrafią mierzyć ruch gwiazd względem nas samych (tj. w kierunku od/do nas) wykorzystując do tego przesunięcie ku czerwieni związane z efektem Dopplera. Niemniej jednak, pomiar ruchu gwiazd na nieboskłonie, czyli tak zwanego ruchu własnego, jest dużo trudniejszy. Do jego wykrycia niezbędne są liczne, precyzyjne pomiary położenia na niebie, wykonywane na przestrzeni kilku lat. Ogromne odległości, które tu wchodzą w grę sprawiają, że wiele gwiazd naszej galaktyki bardzo nieznacznie porusza się po niebie widzianym z Ziemi. W przypadku gwiazd w innej galaktyce, ruch ten jest jeszcze mniej zauważalny.

Europejska misja Gaia zaprojektowana została do mierzenia dokładnego położenia ponad miliarda gwiazda, z których większość leży w naszej galaktyce. „Jednak Gaia mierzy także położenie gwiazd w pobliskich galaktykach”, tłumaczy Davide Massari, astronom z Groningen. „A dla niektórych z tych gwiazd posiadamy dane pomiarowe z obserwacji za pomocą Hubble’a prowadzonych jakieś 12 lat temu.”

Massari wraz ze swoimi współpracownikami z Kapteyn Astronomical Institute postanowił połączyć te dwa zestawy danych. Nie jest to łatwe zadanie, bowiem obie misje mierzyły położenie gwiazd na różne sposoby. Badaczom jednak udało się połączyć dane dzięki wykorzystaniu galaktyk tła, które nie zmieniły swojego położenia w ciągu ostatnich 12 lat. „Musieliśmy być bardzo ostrożni, aby wyeliminować jakikolwiek błąd systemtyczny” mówi Massari. Udało się, ze 120 gwiazd w NGC 253, których położenie zmierzył tak Hubble jak i Gaia, astronomowie wyłowili 15 gwiazd, których ruch własny udało się określić.

„Następnie określiliśmy w jaki sposób poruszają się gwiazdy w tej małej galaktyce, mierząc parametr anizotropii” tłumaczy Massari. Jeżeli jest on wysoki to gwiazdy mają bardzo wydłużone orbity, jeżeli jest on bardzo mały, to orbity są kołowe. „Znając jego wartość można okreslić właściwości halo ciemnej materii, w którym zanurzona jest dana galaktyka. Jednak nasze dane okazały się bardzo zaskakujące, bowiem model standardowy ich nie dopuszcza”. Oznacza to, że część założeń, na których bazują nasze modele jest nieprawidłowa.

„Jak dotąd mogliśmy testować nasze modele wykorzystując tylko ruch do/od nas. Wszystko wydawało się zgadzać, jednak teraz, przy ruchu własnym, modele standardowe się załamują”.

Ruch gwiazd zależy głównie od niewidzialnego halo ciemnej materii wokół galaktyki. To właśnie dlatego tak ważne jest określenie parametru anizotropii, ponieważ można go wykorzystać do ustalenia rozkładu ciemnej materii w galaktyce, który z kolei zależy od natury samej ciemnej materii. Massari: „nasze wyniki wskazują, że wykorzystując dane z satelity Gaia i łącząc je z innymi zestawami danych, możemy mierzyć ruch własny gwiazd poza Drogą Mleczną, a tym samym poprawiać modele opisujące jak ciemna materia rozłożona jest w innych galaktykach.

Źródło: University of Groningen

Komentarze

comments