Dramatické události na okraji naší Galaxie

Mezinárodní tým astronomů pod vedením Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) v Heidelbergu učinil překvapující odhalení, které se týká místa zrození některých skupin hvězd nacházejících se v halo naší Galaxie. Tyto hvězdy vytvářejí rozměrné struktury kroužící kolem středu Mléčné dráhy – nad i pod rovinou plochého galaktického disku. Astronomové se domnívali, že se mohly zformovat z drobného „odpadu“, který se oddělil od malých hvězdných ostrovů, jež se v minulosti srazily s naší Galaxií.

Avšak ve studii publikované 26. 2. 2018 v časopisu Nature astronomové zveřejnili přesvědčivé důkazy, které ukazují, že některé z těchto struktur nacházejících se v halo ve skutečnosti pocházejí ze samotného disku naší Galaxie, odkud byly kdysi vyvrženy.

„Tento fenomén je s trochou nadsázky označován jako galaktické soudní vystěhování,“ říká spoluautorka studie Judith G. Cohen, profesorka astronomie na Caltech (California Institute of Technoligy). „Tyto struktury byly vypuzeny mimo rovinu Mléčné dráhy, když přes galaktický disk procházela trpasličí galaxie. Tento průnik způsobil oscilace (vlnění), což vedlo k vyvržení hvězd mimo disk – nad nebo pod jeho rovinu – v závislosti na směru pohybu vesmírného narušitele.“

„Tyto oscilace mohou být přirovnány ke zvukovým vlnám z hudebních nástrojů,“ říká hlavní autorka studie Maria Bergemann z MPIA. „Toto ´zvonění´ v naší Galaxii označujeme termínem ´galaktická seismologie´, která byla teoreticky předpovězena již před několika desetiletími. Nyní jsme získali zatím nejzřetelnější důkazy těchto oscilací v našem galaktickém disku.“

Vůbec poprvé vědecký tým, který vedla Maria Bergemann, představil detailní chemické složení těchto hvězd v halo naší Galaxie na základě pozorování dalekohledem na W. M. Keck Observatory, Mauna Kea, Havajské ostrovy.

„Analýza chemického složení je velmi důležitou zkouškou, která umožňuje v určitém smyslu – podobně jako z rozboru DNA – identifikovat předchůdce hvězdné populace. Rozdílní předchůdci populací, jako je například disk Mléčné dráhy nebo její halo, satelitní trpasličí galaxie či kulové hvězdokupy, jsou známy díky radikálně odlišnému chemickému složení. Jakmile zjistíme, jaké je složení hvězd, můžeme vzápětí určit jejich propojení na předcházející populace,“ říká Maria Bergemann.

Astronomové zkoumali 14 hvězd nacházejících se ve dvou odlišných strukturách v halo naší Galaxie – Triangulum-Andromeda (Tri-And) a A13 představujících hustá hvězdná seskupení. Tato dvě uskupení se nacházejí na opačných stranách disku Mléčné dráhy: přibližně 14 000 světelných roků nad nebo pod galaktickým diskem (viz obrázek v úvodu článku).

Spektra hvězd v halo byla pořizována pomocí spektrometru High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) umístěném na dalekohledu Keck Telescope o průměru 10 m.

„Vysoká výkonnost a vynikající spektrální rozlišení spektrometru HIRES bylo rozhodující pro úspěch pozorování hvězd v okrajových oblastech Mléčné dráhy,“ říká Judith G. Cohen. „Dalším klíčovým faktorem bylo bezproblémové fungování Keckova dalekohledu – přesná pointace a hladký provoz umožnil v krátkém čase získat spektra více hvězd. Spektra použitá v této studii byla získána během jediné noci, což ukazuje, jak drahocenná může být jedna pozorovací noc.“

Vědecký tým rovněž získal spektrum jedné dodatečné hvězdy, které bylo pořízeno pomocí dalekohledu VLT (Very Large Telescope) Evropské jižní observatoře ESO (European Southern Observatory) v Chile.

Když astronomové porovnávali chemické složení těchto hvězd s některými stálicemi objevenými v jiných kosmických strukturách, byli překvapeni zjištěním, že jejich chemická složení jsou téměř identická a věrně odpovídají složení vzorku hvězd v okrajové části disku naší Galaxie.

To poskytuje přesvědčivé důkazy, že většina hvězd v halo kolem Galaxie pravděpodobně pochází ze samotného tenkého galaktického disku (nejmladší části Mléčné dráhy, silně koncentrované do galaktické roviny). Tyto objevy jsou velmi vzrušující, protože naznačují, že disk Mléčné dráhy a jeho dynamika je mnohem složitější, než jsme si dosud mysleli.

„Ukázali jsme, že pro skupiny hvězd v disku může být poměrně běžnou událostí jejich přemístění do mnohem vzdálenější oblasti uvnitř Mléčné dráhy v důsledku působení prolétající satelitní galaxie. Podobné chemické složení může být rovněž nalezeno v dalších galaxiích, což ukazuje na možnou galaktickou všeobecnost těchto dynamických procesů,“ říká spoluautorka výzkumu Allyson Sheffield z LaGuardia Community College/City University of New York (CUNY).

Jako druhý krok astronomové plánují analýzu spekter dalších hvězd v přehuštěných strukturách Tri-And a A13, stejně tak i hvězd v dalších hvězdných uskupeních daleko od disku Galaxie. Rovněž plánují určení hmotnosti a stáří těchto hvězd za účelem vymezení časového období, kdy došlo k jejich galaktickému „vystěhování“.

Zdroj: http://www.keckobservatory.org/recent/entry/halo_stars; https://www.mpg.de/11959728/migration-of-stars a https://www.universetoday.com/138694/milky-way-steal-stars-kick-galaxy/

autor: František Martinek