Odkąd astronomowie odkryli Obłok Smitha, gigantyczny obłok gazu opadający w kierunku Drogi Mlecznej, nie udaje się określić jego składu, który mógłby pomóc w określeniu jego pochodzenia. Nicholas Lehner, astrofizyk z University of Notre Dame wraz ze współpracownikami określił, że pierwiastki tworzące obłok przypominają skład chemiczny Słońca, co oznacza, że sam obłok może pochodzić z zewnętrznych rejonów Drogi Mlecznej, a nie z przestrzeni międzygalaktycznej jak wcześniej spekulowano.
Obłok Smitha odkryty w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku to jedyny obłok charakteryzujący się dużą prędkością w naszej galaktyce dla którego udało się dobrze określić orbitę – dzięki badaniom prowadzonym za pomocą radioteleskopów takich jak Green Bank Telescope (GBT). Pozbawiony gwiazd obłok gazowy porusza się z prędkością ponad 100 000 km/h i zderzy się z dyskiem gwiazd Drogi Mlecznej za 30 milionów lat. Gdyby był widoczny, Obłok Smitha od czoła do końca ogona miałby na niebie długość równą trzydziestokrotności tarczy Księżyca w pełni.
Astronomowie od dawna uważali, że Obłok Smitha może być bezgwiezdną galaktyką lub gazem wpadającym do Drogi Mlecznej z przestrzeni międzygalaktycznej. Jeżeli tak by było, obłok składałby się głównie z wodoru i helu, a nie z cięższych pierwiastków będących produktem gwiazd.
Zespół wykorzystał Kosmiczny Teleskop Hubble’a do określenia stosunku cięższych pierwiastków do wodoru w Obłoku Smitha. Za pomocą instrumentu Cosmic Origins Spectrograph badacze zaobserwowali ultrafioletowe promieniowanie z jasnych jąder trzech aktywnych galaktyk znajdujących się miliardy lat świetlnych za obłokiem. Obłok Smitha pochłania część tego promieniowania w bardzo wąskim zakresie. Mierząc spadek jasności galaktyk znajdujących się za obłokiem można ocenić skład chemiczny samego obłoku.
Naukowcy szczególną uwagę zwrócili na absorpcję spowodowaną siarką, która stanowi stosunkowo dobry miernik ilości cięższych pierwiastków w obłoku. „Mierząc ilość siarki możemy sprawdzić jak dużo atomów siarki znajduje się w obłoku w porównaniu do Słońca,” powiedział Andrew Fox, team leader z Space Telescope Science Institute w Baltimore. Następnie można było porównać pomiary ilości siarki (Kosmiczny Teleskop Hubble’a) z pomiarami ilości wodoru (Green Bank Telescope).
Astronomowie odkryli, że Obłok Smitha ma taki sam stosunek siarki do wodoru co zewnętrzny dysk Drogi Mlecznej czyli region znajdujący się ok. 40 000 lat świetlnych od centrum galaktyki i 15 000 lat świetlnych dalej od środka niż Słońce. Oznacza to, że Obłok Smitha został zanieczyszczony materią pochodzącą z gwiazd. Byłoby to niemożliwe, gdyby obłok składał się z samego wodoru spoza galaktyki. Zamiast tego okazuje się, że obłok był w bardzo bliskich stosunkach z Drogą Mleczną, jednak w jakiś sposób został z niej wyrzucony ok. 70 milionów lat temu i teraz niczym boomerang wraca do jej dysku.
Astronomowie szacują, że w Obłoku Smitha znajduje się wystarczająco dużo gazu do stworzenia dwóch milionów gwiazd, gdy już zderzy się on z Drogą Mleczną. „Odkryliśmy kilka masywnych obłoków gazu w halo naszej galaktyki, które to mogą posłużyć za materiał do tworzenia gwiazd w dysku, jednak nie wiemy nic o ich pochodzeniu. Obłok Smitha to jeden z najlepszych przykładów na to, że ponownie przyciągnięty gaz może odpowiadać za ważny mechanizm ewolucji galaktyk,” mówi Lehner.
Artykuł pt. „On the Metallicity and Origin of the Smith High-velocity Cloud,” został opublikowany w tym miesiącu w periodyku Astrophysical Journal Letters. Fox, Lehner oraz Jay Lockman z National Radio Astronomy Observatory omówili wyniki swoich badań podczas Space Telescope Science Institute Hubble Hangout wczoraj wieczorem (28.01).
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.3847/2041-8205/816/1/L11
Źródło: Astrophysical Journal Letters / Astrophysical Journal / University of Notre Dame / Hubble Hangout