20 февруари 2021 г.

Снимки: NASA
Изненадващи нови данни, получени с помощта на космическия телескоп на NASA „Хъбъл“, подсказват, че гладкият, „подреден“ диск на галактиката, известна като „Сомбреро“, може би крие бурното минало на звездната феерия.

Благодарение на „остротата на зрението“, с което разполага „Хъбъл“, е възможно да се различат десетки хиляди отделни звезди, намиращи се в халото на Сомбреро-то – регионът, който се простира извън централната част на галактиката, където се срещат предимно стари звезди. Последните наблюдения на Сомбреро, проведени с космическия телескоп, преобръщат конвенционалните теоретични модели с главата надолу. Става ясно, че само малка част от звездите в ореола на галактиката са от по-старите, бедни на „метали“, и в същото време се наблюдава неочаквано изобилие от богати на метали звезди, каквито обикновено се намират само в диска на галактиката и в централната, изпъкнала част около ядрото ѝ.

Едно от възможните обяснения на подобни данни е, че някъде в миналото се е случило галактическо сливане. Но при Сомбреро-то липсват издайническите, разхвърляни следи, които са доказателство за скорошно сливане при масивни галактики. „Сомбреро винаги е била малко странна галактика, което я прави толкова интересно за нас“, обяснява Пол Гудфрой от Space Telescope Science Institute (STScI) в Балтимор, Мериленд. „Измерванията на металите (т.е., количеството на тежки елементи в звездите), извършени с помощта на „Хъбъл“, са още едно потвърждение, че от наблюденията на Сомбреро можем да научим много за формирането и еволюцията на галактиките“.

„Наблюденията на „Хъбъл“ на ореола на Сомбреро ни карат сериозно да преосмислим общото приетото схващане за формирането на галактиките и „метализацията“ на звездите“, добавя съавторът в изследването Роджър Коен от STScI.



Галактиката М104, по-известна като Сомбреро, отдавна е любим обект за наблюдения сред професионалните и любителите астрономи. В това няма нищо чудно, заради ярката красота и любопитната структура на звездното формирования. Сега е настъпил момента, когато се отваря нова глава в странната история на галактиката – хало, наситено с богати на метали звезди и съвсем незначителна част от звезди, бедни на метали (под „метали“ астрономите разбират всички химически елементи в състава на звездите, които са по-тежки от водорода и хелия), което е много различно от картината, наблюдавана в ореолите на другите галактики.


Изследователите, изненадани от данните, събрани от „Хъбъл“, прибягват до използването на сложни компютърни модели, за да намерят обяснение на объркващата инверсия на конвенционалната теория за галактиките. Резултатите от компютърните симулации предлагат не по-малко изненадващото обяснение – възможно голямо сливане в миналото на галактиката, въпреки че величавата картина на настоящото Сомбреро не показва данни за скорошни колизии. Необичайните открития и възможните хипотези, които обясняват данните, са публикувани в статия за списание Astrophysical Journal.

Гудфрой резюмира: „Липсата на бедни на метали звезди [в халото] беше изненадващ факт, а изобилстващите богати на метали звезди само прави загадката още по-голяма“.

В халото на галактика астрономите очакват да открият звезди от по-ранните поколения и съдържащи по-малко тежки елементи, наричани на астрономически жаргон „метали“. Това е в противовес на претъпканите звездни „квартали“ в основния диск на галактиката. Химическите елементи се синтезират по време на „жизнения цикъл“ на звездите и колкото по-дълго в една галактика има звезди, преминаващи през този цикъл, толкова по-богат на по-тежки от водорода и хелия елементи е междузвездния газ, а от там и „по-метални“ ще са звездите, които се зараждат от този газ. Тези млади звезди с повече метали в състава си, обикновено се намират в основния диск на галактиката, където звездната популация е по-плътна – така поне твърди общоприетата, конвенционална теория.



Нещата обаче се усложняват от наличието на много, стари и бедни на метали кълбовидни купове от звезди. Такива по-стари, бедни на метали звезди в крайна сметка се очаква да се откъснат от звездните си клъстери и да се превърнат в част от общия звезден ореол на галактиката. В случая със Сомбреро, обаче, този процес изглежда е „неприложим“. Екипът астрономи е сравнил резултатите си със скорошни компютърни симулации, за да открие какъв може да е произходът на такива неочаквани измервания на металичността в ореола на галактиката.

Резултатите от тези анализи също опровергават очакванията и показват, че „спокойното“ Сомбреро следва да е претърпяло мащабни акреции или сливания преди милиарди години. За разлика от нашия Млечен път, за който се смята, че за милиарди години е погълнал множество малки спътникови галактики в т.нар. „незначителни“ акреции, основните акреции се смятат за сливания на две или повече подобни по маса галактики, които са богати на звезди от по-късни поколения – светила, с по-висока металичност. Сателитните галактики са съставени само от звезди с ниска металичност, които са изградени до голяма степен от водород и хелий от Големия взрив. По-тежките химически елементи се появяват от термоядрения синтез, протичащ в недрата на звезди и се явяват „градивни“ елементи за звездите, родили се в по-късните поколения на една галактика. Този процес е относително неефективен в галактиките-джуджета, каквито са тези около нашия Млечен път; ефектът му е несравнимо по-мащабен в по-големите, еволюирали галактики.

Резултатите от наблюденията на Сомбреро са изненадващи, защото в гладкия, спокоен диск на галактиката няма признаци на „смущения“. В противовес може да се посочи примера на емблематичните галактики „Антена“, които са получили названието си заради разкривените структури на спиралните им ръкави, получили се вследствие на многобройните взаимодействия при сливането им. Сливането на подобни, масивни галактики, обикновено приключва с формирането на големи, гладки елиптични галактики с удължени ореоли – процес, който отнема милиарди години време.

Галактиките "Антена" и следствието от сливането им
Галактиката Сомбреро обаче никога не се е вписвала в традиционните дефиниции нито на спирална, нито на елиптична. Тя е нещо средно – хибридна. И в конкретното изследване екипът учени избира Сомбреро, най-вече заради уникалната морфология.



Астрономите са си поставили за цел да разберат, как такива „хибридни“ галактики са се формирали и еволюирали с течение на времето. Предстои да бъдат извършени подобни изследвания на металичността на звездите в халото на други отдалечени галактики, които са подобни на Сомбреро. Екипът с нетърпение очаква бъдещите космически обсерватории да продължат с наблюденията и изследването на необичайните характеристики на Сомбреро. Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), например, със зрително поле 100 пъти по-голямо от това на „Хъбъл“, ще може да заснеме цялостно изображение на ореола на галактиката, улавяйки много повече звезди в инфрачервения сегмент от спектъра. Следващият космически телескоп „Джеймс Уеб“ също ще бъде от особено значение, както заради резолюцията си в оптичния диапазон, така и заради по-голямата му, спрямо „Хъбъл“, чувствителност в инфрачервения диапазон.

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...