Obří struktury v naší Galaxii

Kosmická observatoř NASA s názvem Fermi Gamma-ray Space Telescope (původní označení GLAST – Gamma-ray Large Area Space Telescope, start 11. 6. 2008) odhalila doposud nepozorované struktury obklopující střed naší Galaxie. Útvary mají rozpětí 50 000 světelných roků; může se jednat například o pozůstatky exploze v okolí mimořádně velké černé díry v centru naší Galaxie.

Obří struktury se rozpínají přes více než polovinu oblohy – od souhvězdí Panny (Virgo) až po souhvězdí Jeřába (Grus) – a jejich stáří může být několik miliónů roků. Protože „svítí“ pouze v oboru rentgenového a gama záření, pouhým okem či dalekohledem je nespatříme. Článek o objevu byl přijat k publikování v časopise The Astrophysical Journal.

„Co můžeme vidět, jsou dvě bubliny emitovaného záření gama, které sahají 25 000 světelných let jak na sever, tak i na jih od středu Galaxie,“ říká Doug Finkbeiner, astronom na Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA, který jako první rozpoznal tyto rozměrné struktury. „Doposud jsme však zcela nepochopili jejich podstatu a původ,“ dodává Finkbeiner.

Doug Finkbeiner s týmem spolupracovníků objevil tyto bubliny při zpracování veřejně dostupných dat z přístroje LAT (Large Area Telescope) na družici Fermi. LAT je nejcitlivější detektor záření gama, s nejvyšším rozlišením, jaký byl doposud vypuštěn do vesmíru.

Jiní astronomové studující zdroje záření gama neobjevili tyto bubliny částečně proto, že přes velkou část oblohy se rozprostírá „mlha“ rozptýleného záření gama. Tato mlha vzniká, když se částice pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, přičemž interagují se světlem a s mezihvězdným plynem v naší Galaxii. Tým vědců kolem přístroje LAT neustále zdokonaloval modely k odhalení nových zdrojů záření gama, zastíněných tzv. difúzní (rozptýlenou) emisí. Využitím nejrůznějších odhadů vlastností „mlhy“ byl Finkbeiner se svými spolupracovníky schopen ji „izolovat“ a na základě dat z přístroje LAT poodhalit závoj, ukrývající bubliny úctyhodných rozměrů.

Astronomové nyní provádějí další analýzy, aby lépe pochopili, jak mohly tyto doposud nikdy nepozorované struktury vzniknout. Tyto emisní bubliny jsou mnohem energetičtější než doposud pozorované difúzní gama záření v jiných částech naší Galaxie. Zdá se, že bubliny mají rovněž velmi přesně ohraničené okraje. Tvar těchto struktur a jejich záření napovídají, že vznikly jako důsledek velkého a relativně rychlého uvolnění energie – původ zdroje zatím zůstává záhadou.

Jedna z možností počítá s výtryskem částic ze superhmotné černé díry v centru naší Galaxie. V mnoha jiných galaxiích astronomové pozorovali výtrysky velmi rychle se pohybujících částic, které získaly energii v důsledku pádu hmoty na centrální černou díru. Zatímco v současné době nemáme důkazy pro takovéto výtrysky v naší Galaxii, v minulosti tomu mohlo být jinak. Bubliny se rovněž mohly zformovat jako důsledek úniku plynu při vzniku hvězd velmi hmotné hvězdokupy v době před několika milióny roků.

Rozpětí dvou nově objevených bublin záření gama je zhruba 50 000 světelných roků, což přibližně odpovídá polovině průměru naší Galaxie, jak je patrno z přiloženého obrázku. Okraje těchto bublin poprvé vystopovala při pozorování v oboru rentgenového záření německá družice ROSAT, která pracovala na oběžné dráze kolem Země v 90. letech minulého století (na obrázku je její objev znázorněn modrou barvou). Záření gama, které mapovala družice Fermi (znázorněné fialovou barvou), se rozkládá mnohem dále od galaktické roviny.

„V jiných galaxiích pozorujeme, že exploze hvězd mohou pohánět obrovské výtrysky plynů,“ říká David Spergel, vědecký pracovník na Princeton University, New Jersey. „Jakýkoliv zdroj energie se může skrývat za těmito obrovitými bublinami, což souvisí s mnohem hlubšími otázkami současné astrofyziky.“

Svědectví o těchto bublinách vydala již dříve data z astronomických družic. Pozorování rentgenového záření přístroji německé družice Röntgen Satellite (ROSAT) naznačovala určité důkazy existence okrajů jakési bubliny v blízkosti galaktického jádra. Družice NASA s názvem WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) zase odhalila přebytek rádiového záření v poloze, kde byla nyní objevena bublina záření gama.

„Družice Fermi snímala (skenovala) celou oblohu každé 3 hodiny; a jak mise pokračovala a odkrývala stále hlubší pohled, spatřili jsme extrémní vesmírný útvar postupně ve větším detailu,“ říká Julie McEnery (NASA, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland).

Zdroj: http://spacespin.org/article.php/101120-fermi-giant-structure-our-galaxy

autor: František Martinek