Burák v centru Galaxie

ESO 039/13 tisková zpráva

Dalekohledy ESO přispěly ke vzniku nejlepší prostorové mapy centrální výduti Galaxie

Dva týmy astronomů vytvořily na základě dat získaných pomocí dalekohledů ESO zatím nejlepší trojrozměrnou mapu centrální části naší Galaxie. Astronomové objevili, že vnitřní nejhustější části galaktické výduti mají tvar burského ořechu, na který z určitého úhlu pohledu navazuje řidší útvar připomínající písmeno X. Toto podivné uspořádání se podařilo zmapovat díky veřejně dostupným datům z přehlídkového teleskopu ESO/VISTA a detailnímu měření pohybů stovek velmi slabých hvězd v centrální výduti Galaxie.

Jednou z nejvýznamnějších a nejhmotnějších částí naší Galaxie je galaktická výduť. Jedná se o mohutný středový shluk desítek miliard hvězd, jehož průměr se pohybuje v tisících světelných let. Jeho strukturu a původ však dobře neznáme. 

Z naší pozice v rovině disku Galaxie je výhled na její centrální části – vzdálené asi 27 000 světelných let – zakryt hustými oblaky plynu a prachu. Dostatečně kvalitní informace o galaktické výduti je tedy možné získat pouze použitím přístrojů schopných sledovat delší elektromagnetické vlny, jaké má například infračervené záření, které těmito oblaky částečně proniká.

Pozorování provedená v minulosti v rámci infračervené přehlídky oblohy 2MASS naznačila, že vnější část výduti má záhadný tvar připomínající písmeno X. Dva týmy vědců nyní použily nová data získaná pomocí různých dalekohledů ESO, aby získaly mnohem čistější pohled na strukturu a tvar výduti naší Galaxie.

První tým z německého Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) v Garchingu použil data z přehlídky proměnných objektů VVV [1], která je realizována pomocí dalekohledu ESO/VISTA na observatoři Paranal v Chile (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309). Tento dalekohled je schopen zaznamenat hvězdy ještě třicetkrát slabší než předchozí přehlídky galaktické výduti. Členům týmu se podařilo rozlišit celkem 22 milionů hvězd patřících do (pod)kategorie rudých obrů, u kterých jsou dostatečně dobře známé jejich vlastnosti, což umožňuje přesnější měření vzdáleností [2].

„Katalog hvězd vytvořený na základě pozorování dalekohledu VISTA svým dosahem dalece předčí všechny předchozí a s jeho pomocí jsme byli schopni detekovat celou populaci hvězd ve všech – i těch nejvíce zakrytých – oblastech,“ vysvětluje Christopher Wegg (MPE), hlavní autor studie. „Na základě rozdělení hvězd bylo možné vytvořit trojrozměrnou mapu galaktické výduti. A je to poprvé, co byla taková mapa zkonstruována bez dodatečných předpokladů týkajících se tvaru výduti.“

„Objevili jsme, že vnitřní část naší Galaxie má při pohledu ze strany tvar burského ořechu a shora vypadá jako protažená příčka,“ dodává Ortwin Gerhard, spoluautor prvního článku a vedoucí 'Skupiny dynamiky‘ při MPE [3]. „Je to vůbec poprvé, co můžeme něco takového v naší Galaxii zřetelně pozorovat. Simulace, které jsme provedli my i kolegové, ukazují, že tento tvar je charakteristický pro spirální galaxie s příčkou, které původně měly tvar disku  tvořeného jednotlivými hvězdami.“   

Druhý mezinárodní tým, který vedl chilský postgraduální student Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile a ESO, Santiago, Chile), zvolil k odhalení struktury galaktické výduti jinou strategii. Na základě snímků, které byly pořízeny dalekohledem MPG/ESO o průměru primárního zrcadla 2,2 m s odstupem 11 let se jim podařilo změřit drobné změny polohy hvězd na obloze vznikající v důsledku jejich pohybu ve výduti. Tato data byla zkombinována s měřeními radiálních rychlostí těchto hvězd (tedy pohybů ve směru od Země nebo k Zemi). Podařilo se jim tak zmapovat prostorový pohyb více jak 400 hvězd [4].

„Vůbec poprvé se podařilo získat takto vysoký počet měření rychlosti ve všech třech osách pro jednotlivé hvězdy na obou stranách galaktické výduti,“ dodává Vásquez. „Hvězdy, které jsme pozorovali, se pohybují podél ramen výduti ve tvaru X, jak je jejich dráhy opakovaně přivádí nad a pod rovinu Galaxie. Velmi dobře to souhlasí s předpovědí, kterou poskytly unikátní modely.“

Astronomové se domnívají, že naše Galaxie byla původně pouze diskem hvězd, ve kterém se před miliardami let vytvořila plochá příčka [5]. Její vnitřní část se následně prohnula a vytvořila trojrozměrnou strukturu připomínající burský ořech, jak jej dnes pozorujeme.

Zdroj

Poznámky

[1] VVV (VISTA Variables in the Via Lactea Survey, Proměnné v Mléčné dráze) je jednou ze šesti velkých přehlídek prováděných pomocí dalekohledu VISTA. Data z této přehlídky jsou veřejně přístupná mezinárodní vědecké komunitě prostřednictvím archivů ESO (ESO Science Archive Facility), které umožnily realizaci studie na MPE.

[2] Pro tento výzkum byly vybrány hvězdy ve ve vývojové fázi označované 'red clump giant', protože je možné je využít jako standardní svíčky: v této vývojové fázi života rudého obra je zářivost hvězd přibližně nezávislá na stáří a složení. Množství plynu a prachu zakrývajícího hvězdy je možné spočítat přímo na základě pozorované barvy těchto hvězd. Je tedy možné zjistit rozložení jejich jasností bez efektu zastínění. A jelikož všechny tyto hvězdy mají téměř stejnou absolutní jasnost, je možné určit jejich přibližnou vzdálenost. Velké plošné pokrytí přehlídkou VV umožnilo měření provést v celé vnitřní části Galaxie a na základě toho zkonstruovat trojrozměrný model struktury galaktické výduti.  

[3] Podobné struktury připomínající burský ořech byly pozorovány i ve výdutích jiných galaxií a jejich vznik byl předpovězen i na základě numerických simulací, které ukazují, že tato struktura je tvořena hvězdami, jejichž dráhy jsou uspořádány do tvaru písmene X.

[4] Měření radiálních rychlostí bylo provedeno pomocí spektrografů FLAMES-GIRAFFE (ESO/VLT) a IMACS (Las Campanas Observatory).

[5] Mnoho galaxií včetně naší Galaxie má ve svém středu úzký útvar známý jako příčka.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars” autorů C. Wegg a kol., který vyšel v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a “3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge” autorů S. Vásquez a kol., který byl zveřejněn v odborném časopise Astronomy & Astrophysics.

Složení týmů:

C. Wegg a O. Gerhard (oba Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Německo).

S. Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile), V. Hill (Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, Francie), A. Renzini (INAF − Osservatorio Astronomico di Padova, Italy; Observatoire de Paris, Francie), O. A. González (ESO, Santiago, Chile), E. Gardner (Université de Franche-Comté, Besançon, Francie), V. P. Debattista (University of Central Lancashire, Preston, UK), A. C. Robin (Université de Franche-Comté), M. Rejkuba (ESO, Garching, Německo), M. Baffico (Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Monelli (Instituto de Astrofísica de Canarias & Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spain), V. Motta (Universidad de Valparaiso, Chile) a D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Vatican Observatory, Itálie).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

• odborné články: Wegg et al a Vasquez et al.
• snímky dalekohledu VISTA
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Christopher Wegg; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 30000 3715; Email: wegg@mpe.mpg.de

Ortwin Gerhard; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 30000 3539; Email: gerhard@mpe.mpg.de

Sergio Vásquez; Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica; Santiago, Chile; Tel.: +56 2 2354 4940; Email: svasquez@astro.puc.cl

Manuela Zoccali; Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica; Santiago, Chile; Tel.: +56 2 2354 4940; Email: mzoccali@astro.puc.cl

Richard Hook; ESO education and Public Outreach Department; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1339. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.