Naše Galaxie je hmotnější a rychleji rotuje

Připoutejte se – letíme rychleji, máme vyšší hmotnost a s větší pravděpodobností nás může potkat srážka s jiným objektem. Tak by se s trochou nadsázky dalo popsat nové zjištění astronomů, kteří provedli velmi přesná měření rychlosti rotace naší Galaxie a zjistili, že rotuje rychlostí o 168 000 km/h vyšší, než se doposud předpokládalo.

„Když je vyšší rychlost rotace, musí být vyšší i celková hmotnost naší Galaxie, a to o plných 50 %, čímž se dokonce přiblížila hmotnosti známé galaxie v souhvězdí Andromedy,“ říká Mark Reid, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Už si nebudeme myslet, že naše Galaxie je jen malou sestřičkou galaxie M 31 v souhvězdí Andromedy v naší tzv. místní skupině galaxií.“

Větší hmotnost také znamená větší gravitační působení, což zvyšuje pravděpodobnost srážky s velkou galaxií M 31 v souhvězdí Andromedy nebo s některou ze sousedních malých galaxií.

Naše Sluneční soustava se nachází ve vzdálenosti 28 000 světelných let od centra Galaxie. V této oblasti, jak napovídají nová pozorování, se pohybuje kolem středu Galaxie rychlostí přibližně 965 000 km/h (tj. 268 km/s), což je podstatně vyšší rychlost než doposud uváděná hodnota 805 000 km/h (tj. 225 km/s).

K novým měřením použili astronomové radioteleskopy systému VLBA (Very Long Baseline Array). Soustava VLBA je schopna pořizovat mimořádně detailní obrázky. Na základě přesnějších měření byla vypracována nová mapa naší Galaxie. Výzkumný tým vědců pracoval na dlouhodobém programu měření vzdáleností a pohybů těles v naší Galaxii. Výsledky práce byly nedávno oznámeny na zasedání Americké astronomické společnosti v Long Beach, Kalifornie.

Astronomové pozorovali oblasti bohaté na hvězdy napříč celou Galaxií. V takovýchto oblastech je radiové záření molekul řídkého plynu zesilováno stejným způsobem, jakým je v laseru zesilováno světlo. Tyto oblasti, označované jako kosmické masery (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation), slouží jako jasné orientační body pro přesná pozorování rádiového záření pomocí VLBA. Opakovaným pozorováním těchto oblastí mohou astronomové změřit nepatrný zdánlivý posun polohy objektu vůči pozadí velmi vzdálených těles.

„Nová data o naší Galaxii, zjištěná prostřednictvím VLBA, jsou získávána na základě měření vzdálenosti a pohybu objektů, která jsou prováděna s vysokou přesností,“ říká Karl Menten (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Německo), člen výzkumného týmu. „Tato měření využívají obvyklé výzkumné triangulační metody a nejsou závislá na žádných předpokladech, založených na dalších vlastnostech, jako je například  jasnost, což bylo používáno při dřívějších výzkumech.“

Astronomové zjistili, že jimi přímo určené vzdálenosti jsou odlišné od dřívějších hodnot, získaných nepřímými metodami; někdy se liší více než o dva řády. Oblasti se vznikajícími hvězdami, ukrývající kosmické masery, „vymezují spirální ramena naší Galaxie,“ vysvětluje Mark Reid. Měření vzdáleností těchto oblastí tak rovněž umožňuje mapování spirální struktury Galaxie.

„Tato přímá měření revidují dřívější představy o struktuře naší Galaxie a pohybech v ní,“ říká Karl Menten. „Protože se však nacházíme uvnitř Galaxie, je pro nás obtížné přesně určit strukturu Mléčné dráhy. Pokud se týká ostatních galaxií, můžeme se na ně prostě dívat a rozlišíme jejich strukturu. Avšak takto nemůžeme pořídit celkový snímek naší Galaxie. Její strukturu můžeme vydedukovat pouze na základě mapování viditelné části Galaxie,“ dodává Menten.

Soustava radioteleskopů VLBA je schopna určit polohu na obloze s takovou přesností, že může být i po krátkém časovém úseku zaregistrována aktuální změna polohy objektů při oběhu kolem středu Galaxie. Určením rychlosti ve směru našeho pohledu, detekované z rychlosti posunu frekvence rádiového záření maseru, jsou schopni astronomové určit pohyb oblastí se vznikajícími hvězdami. Mark Reid dodává, že na základě těchto informací „většina oblastí se vznikajícími hvězdami nesleduje kruhové dráhy při svém oběhu kolem středu Galaxie. Místo toho jsme zjistili, že obíhají po eliptických drahách.“

Astronomové to přisuzují spirálním hustotním vlnám, které mohou plyn na kruhových drahách stlačovat, což vede ke vzniku hvězd a zároveň k jejich navedení na nové eliptické dráhy. To pomáhá udržovat spirální strukturu galaxie.

Mark Reid také objevil se svými spolupracovníky další překvapující jev. „Tato měření naznačují, že naše Galaxie má s největší pravděpodobností ne dvě, ale čtyři spirální ramena, obsahující prach a plyn, umožňující tvorbu nových hvězd,“ říká Mark Reid. Dřívější průzkumy pomocí Spitzerova kosmického dalekohledu naznačovaly, že starší hvězdy obývají ponejvíce dvě spirální ramena. Vyvstává otázka, proč se starší hvězdy nenacházejí ve všech čtyřech spirálních ramenech. Odpověď na tuto otázku bude podle astronomů vyžadovat další měření a hlubší porozumění procesu formování Galaxie.

Soustava VLBA obsahuje 10 radioteleskopů o průměru 25 m s délkou základny 8 611 km, rozmístěných na území severní a střední Ameriky, které v současné době umožňují spatřit podstatně menší detaily, než jiná podobná zařízení na celém světě. VLBA může pravidelně pořizovat obrázky několiksetkrát podrobnější než je schopen získat Hubblův kosmický dalekohled HST. Mimořádně velkou rozlišovací schopnost VLBA můžeme přirovnat ke schopnosti číst noviny v Los Angeles ze vzdáleného New Yorku, což astronomům dovoluje mimořádně přesně měřit vzdálenosti vybraných objektů.

Zdroj: http://www.cfa.harvard.edu/press/2009/pr200903.html

autor: František Martinek