Изображение предоставлено: NRAO
Команда астрономов, использующая телескоп Роберта Берда Грина (National C. Foundation) телескопа (GBT), впервые сделала окончательное обнаружение того, что, по-видимому, представляет собой оставшиеся строительные блоки формирования галактики - облака нейтрального водорода - роятся вокруг галактики Андромеды, расположенной в созвездие Андромеды, ближайшая большая спиральная галактика к Млечному Пути.
Это открытие может помочь ученым понять структуру и эволюцию Млечного Пути и всех спиральных галактик. Это также может помочь объяснить, почему некоторые молодые звезды в зрелых галактиках неожиданно лишены тяжелых элементов, которые содержат их современники.
«Считается, что гигантские галактики, такие как Андромеда и наш собственный Млечный путь, образуются в результате многократных слияний с меньшими галактиками и в результате накопления огромного количества« облаков »еще меньшей массы - темных объектов, у которых нет звезд и которые слишком малы, чтобы называть их галактиками. », - сказал Дэвид А. Тилкер из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. «Теоретические исследования предсказывают, что этот процесс галактического роста продолжается и сегодня, но астрономы до сих пор не смогли обнаружить ожидаемые маломассивные« строительные блоки », падающие в близлежащие галактики».
Исследование Тилкера опубликовано в Astrophysical Journal Letters. Другие участники включают в себя: Роберт Браун из Нидерландского фонда исследований в области астрономии; Рене А.М. Вальтербос из Университета штата Нью-Мексико; Эдвиг Корбелли из Osservatorio Astrofisico di Arcetri в Италии; Феликс Дж. Локман и Рональд Маддалена из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния; и Эдвард Мерфи из Университета Вирджинии.
Млечный Путь и Андромеда образовались много миллиардов лет назад в космическом районе, наполненном галактическим сырьем, среди которых водород, гелий и холодная темная материя были основными составляющими. К настоящему времени большая часть этого сырья, вероятно, была поглощена двумя галактиками, но астрономы подозревают, что некоторые примитивные облака все еще плавают свободно.
Предыдущие исследования выявили ряд облаков нейтрального атомарного водорода, которые находятся около Млечного Пути, но не являются частью его диска. Первоначально их называли высокоскоростными облаками (HVC), когда они были впервые обнаружены, потому что они, казалось, двигались со скоростями, которые трудно согласовать с вращением Галактики.
Ученые не были уверены, что HVC представляют собой строительные блоки Млечного Пути, которые до сих пор избежали захвата, или они отслеживают ускорение газа до неожиданных скоростей в результате энергетических процессов (множественных сверхновых) в Млечном пути. Открытие подобных облаков, связанных с Галактикой Андромеды, подтверждает, что, по крайней мере, некоторые из этих HVC действительно являются галактическими строительными блоками.
Астрономы могут использовать радиотелескопы для обнаружения характерного 21-сантиметрового излучения, испускаемого естественным путем нейтральным атомарным водородом. Большая трудность при анализе этих галактических строительных блоков малой массы заключалась в том, что их естественное радиоизлучение чрезвычайно слабое. Даже самые близкие к нам облака, вращающиеся вокруг нашей Галактики, трудно изучать из-за серьезных неопределенностей на расстоянии. «Мы знаем, что HVC Млечного Пути находятся относительно близко, но точно, насколько близко это невероятно сложно определить», - сказал Тилкер.
Предыдущие попытки найти пропавшие спутники вокруг внешних галактик на хорошо известных расстояниях не увенчались успехом из-за необходимости в очень чувствительном приборе, способном создавать изображения с высокой точностью даже в непосредственной близости от яркого источника, такого как галактика Андромеды.
Можно было бы считать эту задачу похожей на визуальное различение свечи, расположенной рядом с прожектором. Новый дизайн недавно введенного в эксплуатацию GBT блестяще справился с этими проблемами и дал астрономам первый взгляд на загроможденный район вокруг Андромеды.
Галактика Андромеды была целью, потому что это ближайшая массивная спиральная галактика. «В некотором смысле богатые становятся еще богаче, даже в космосе», - сказал Тилкер. «При прочих равных условиях можно ожидать, что в окрестностях большой спиральной галактики будет больше первичных облаков, чем, например, вблизи маленькой галактики-карлика. Это делает Андромеду хорошим местом для наблюдения, особенно учитывая ее относительную близость - всего 2,5 миллиона световых лет от Земли ».
То, что GBT смог определить, было популяцией из 20 отдельных облаков нейтрального водорода, вместе с расширенным нитевидным компонентом, который, как полагают астрономы, связан с Андромедой. Считается, что эти объекты, находящиеся под гравитационным влиянием гало Андромеды, являются газообразными облаками «пропавших» (возможно, доминирующих в темной материи) спутников и их остатков слияния. Они были найдены в 163 000 световых лет от Андромеды.
Благоприятные космологические модели предсказывают существование этих спутников, и их открытие могло бы объяснить некоторые из отсутствующих «холодных темных веществ» во Вселенной. Кроме того, подтверждение того, что эти объекты с малой массой вездесущи вокруг больших галактик, может помочь разгадать тайну того, почему некоторые молодые звезды, известные как звезды G-карликов, химически похожи на те, которые возникли миллиарды лет назад.
По мере старения галактик в них образуются большие концентрации тяжелых элементов, образующихся в результате ядерных реакций в ядрах звезд и в результате катастрофических взрывов сверхновых. Эти взрывы выбрасывают тяжелые элементы в галактику, которые затем становятся планетами и поглощаются звездами следующего поколения.
Спектральный и фотометрический анализ молодых звезд в Млечном Пути и других галактик, однако, показывает, что существует определенное количество молодых звезд, которые неожиданно лишены тяжелых элементов, что делает их похожими на звезды, которые должны были образоваться на ранних этапах эволюции галактики. ,
«Один из способов объяснить эту странную аномалию - получить свежий источник необработанного галактического материала, из которого можно формировать новые звезды», - сказал Мерфи. «Поскольку высокоскоростные облака могут быть оставшимися строительными блоками формирования галактики, они содержат почти нетронутые концентрации водорода, в основном свободные от тяжелых металлов, которые образуют более старые галактики». Следовательно, их слияние в большие галактики может объяснить, насколько свежий материал доступен для образования звезд G-карликов.
Галактика Андромеды, также известная как M31, является одной из немногих галактик, видимых с Земли невооруженным глазом, и видна как слабое пятно в созвездии Андромеды. При просмотре через скромный телескоп Андромеда также обнаруживает, что у нее есть две видные спутниковые карликовые галактики, известные как M32 и M110. Эти гномы вместе с облаками, изученными Тилкером и соавторами, обречены в конечном итоге слиться с Андромедой. Млечный Путь, M33 и Галактика Андромеды, а также около 40 спутников-гномов, составляют так называемую «Местную группу».
Сегодня Андромеда, пожалуй, самая изученная галактика, кроме Млечного Пути. Фактически, многие вещи, которые мы знаем о природе галактик, таких как Млечный Путь, были изучены изучением Андромеды, поскольку общие черты нашей собственной галактики маскируются нашей внутренней точкой зрения. «В этом случае Андромеда является хорошим аналогом Млечного Пути», - сказал Мерфи. «Это проясняет картину. Жизнь внутри Млечного Пути - это все равно что пытаться определить, как выглядит твой дом изнутри, не выходя на улицу. Однако, если вы посмотрите на соседские дома, вы сможете почувствовать, как может выглядеть ваш собственный дом ».
GBT - крупнейший в мире полностью управляемый радиотелескоп.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является учреждением Национального научного фонда, действующим в рамках соглашения о сотрудничестве от Associated Universities, Inc.
Источник: пресс-релиз НРАО
