Krása symetrie uvnitř naší Galaxie

Sluneční soustava se nachází v Galaxii, označované také jako Mléčná dráha. Jedná se o seskupení zhruba 400 miliard hvězd včetně Slunce do objektu ve tvaru disku. Velké množství těchto hvězd a množství neproniknutelného mezihvězdného plynu je soustředěno do velkých oblouků, tzv. spirálních ramen, která se odvíjejí od galaktického centra směrem do vnějších oblastí.

Astronomové pracovali desítky let na vypracování přesné mapy naší Galaxie a rozložení jejích spirálních ramen. Nedávno se jim podařilo objevit nové spirální rameno na vzdálenější straně od galaktického středu (při pohledu ze Země), které je zdánlivým dvojčetem již dříve známého ramene na přední straně galaktického jádra. Galaxie tedy vykazuje obdivuhodnou symetrii se dvěma spirálními rameny v blízkosti tohoto galaktického jádra.

Tento objev představil Tim Dame (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics – CfA) na tiskové konferenci při příležitosti 212. schůze Americké astronomické společnosti.

„Naše Galaxie není tak neuspořádaná, jak by se mohlo zdát. Tento objev je důkazem jisté rovnováhy a pořádku, podobně jako jin a jang v čínské filosofii,“ říká Dame.

Kromě toho má naše Galaxie velká spirální ramena ve vzdálenějších částech galaktického disku. Tato studie se zaměřila výhradně na dvě nejbližší spirální ramena v okolí galaktického jádra.

Padesátiletá záhada vyřešena

Před 50 roky radioastronomové objevili zvláštní spirální rameno ve vzdálenosti přibližně 10 000 světelných let od středu Galaxie ve směru pohledu ze Země. Nazvali je „expandující 3-kpc rameno“, protože 3 kpc (3 kiloparseky) odpovídají vzdálenosti 10 000 světelných roků. Bylo zjištěno, že se rozšiřuje od středu Galaxie rychlostí vyšší než 50 km/s. Toto expandující rameno tvoří plyn v úctyhodném množství, které odpovídá hmotnosti zhruba 10 miliónů hmotností Slunce. Především se jedná o atomy a molekuly vodíku.

Astronomové předpokládali možnou existenci podobného spirálního ramene rovněž na vzdálenější straně jádra Galaxie, neboť mnoho jiných galaxií má tendenci být symetrickými. Avšak v uplynulých desetiletích astronomové nebyli schopni získat žádné důkazy existence protipólu expandujícího 3-kpc spirálního ramene. Jedním z důvodů je, že střed naší Galaxie je příliš hustý, s mnoha různými oblaky plynného vodíku, která zakrývají stejné místo na obloze, kde se mělo předpokládané spirální rameno nacházet.

„Výzkum galaktického centra je jako naslouchat konverzaci v prostředí koktejlového večírku plného hostů. Je tam příliš mnoho šumu,“ říká Patrick Thaddeus (CfA).

Dame a Thaddeus analyzovali data, pořízená dalekohledem o průměru 1,2 m na Cerro Tololo Inter-American Observatory v Chile, který pracuje v oboru milimetrových vln.

Když Dame zpracoval data o záření velkoškálových struktur v těsné blízkosti roviny naší Galaxie, objevily se nové charakteristické rysy. Data jasně ukazují spirální rameno přesně tam, kde by vzdálené 3-kpc rameno mělo být, s odpovídajícími vlastnostmi jako je poloměr, rychlost vzdalování, hmotnost a jasnost – jako zrcadlový obraz bližšího spirálního ramene 3-kpc.

Spirální ramena a galaktická příčka

Dame a Thaddeus se domnívají, že tato spirální ramena, označená 3-kpc, jsou ukotvena do galaktické příčky. V centru naší Galaxie se nachází miliardy hvězd, soustředěných do protaženého konglomerátu, který sahá do vzdálenosti několika tisíc světelných let na každou stranu od galaktického středu. Jak tato hvězdná příčka rotuje, vytváří rázové vlny, které pravděpodobně tvarují 3-kpc spirální ramena a urychlují jejich pohyb od středu Galaxie. „Spirální ramena 3-kpc jsou přirozeným produktem hvězdné příčky,“ vysvětluje Thaddeus.

Dame a Thaddeus potvrdili svůj objev měřením rádiového záření atomů vodíku na vlnové délce 21 cm, zaznamenaného kolegy v Austrálii. Do budoucna plánují použít pro další pozorování radioteleskop Robert C. Byrd Green Bank Telescope (rozměry antény 110 x 100 m) k podrobnějšímu prozkoumání spirálních ramen 3-kpc. Svá pozorování chtějí také rozšířit do větších galaktických šířek.

Na připojené kresbě je znázorněna současná představa uspořádání naší Galaxie. Dvě hlavní spirální ramena (Scutum-Centaurus a Perseus) jsou připojena k okrajům tlusté centrální příčky, zatímco dvě nyní degradovaná méně výrazná – vedlejší – spirální ramena (Norma a Sagittarius) jsou méně zřetelná a nacházejí se mezi hlavními rameny. Hlavní spirální ramena jsou tvořena vysokým počtem mladých i starých hvězd; podružná spirální ramena jsou především vyplněna plynem a jsou potencionálními místy pro tvorbu nových hvězd. Do této kresby bylo rovněž zakomponováno nové spirální rameno – vzdálené 3-kpc rameno – které bylo objeveno na rádiových vlnách při výzkumu plynného vodíku v Mléčné dráze. Toto rameno je podstatně kratší než dvě hlavní spirální ramena a rozkládá se podél galaktické příčky. Je skutečným dvojčetem dlouhodobě známého spirálního ramene s označením „expandující 3-kpc spirální rameno“ (nebo též blízké spirální rameno). To se nachází na přední straně galaktického jádra při pohledu od Slunce.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/press/2008/pr200813.html

autor: František Martinek