Erőszakos múltról árulkodhat a Sombrero-galaxis halója

4939

A NASA Hubble-űrtávcsövének új adatai arra utalnak, hogy a Sombrero-galaxis (M104) korongjának sima, rendezett széle a féktelen múlt nyomait palástolja. Az érzékeny teleszkóp több tízezer csillagot talált a Sombrero hatalmas, kiterjedt halójában, a galaxis középső részén túlnyúló régióban, ahol általában idősebb csillagok találhatók. A legújabb észlelések a feje tetejére állítják a korábbi elméleteket, mivel úgy tűnik, a halóban csak kevés idősebb, alacsony fémtartalmú csillag van, viszont bővelkedik magas fémtartalmú csillagban, amelyek általában a galaxisok korongjában és a központi dudorban helyezkednek el. Ezt korábbi galaxisütközések magyarázhatják, bár az impozáns Sombrero semmilyen jelét nem mutatja annak, hogy mostanában összeolvadt volna egy másik nagy galaxissal.

A csillagászok és az amatőr észlelők régóta kedvelik szépsége és érdekes felépítése miatt a Sombrero-galaxist (M104), amelynek különös története most egy újabb fejezettel gazdagodott: magas fémtartalmú csillagok kiterjedt halója veszi körül, a más galaxisok halójában megfigyelt kis fémtartalmú csillagok helyett. A Hubble adatainak segítségével a kutatók kifinomult számítógépes modellekhez folyamodtak, hogy magyarázatot adjanak a furcsa jelenségre. Az eredmények egy korábbi, nagy galaxis-összeolvadás lehetőségét mutatják annak ellenére, hogy a Sombrero felépítése nem utal semmiféle korábbi ütközésre. A szokatlan eredményeket a The Astrophyiscal Journal című szaklapban tették közzé.

A baloldali képen a Sombrero-galaxis (M104) látható sokkal halványabb halójával a fényes korongtól és a dudortól távol. A Hubble két területet fényképezett le a halóban (az egyik a fehér keretben látható). A jobboldali képek a Hubble felvételének kiemelt részei. A sárga keretben a haló számtalan csillaga látszik. A csillagpopuláció sűrűsége a galaxis korongjához közelebb növekszik (kék keretes kiemelés). (Forrás: NASA/Digitized Sky Survey/P. Goudfrooij (STScI)/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Egy galaxishaló megfigyelésekor a csillagászok arra számítanak, hogy a csillagok korábbi generációit fogják találni, amelyekben kevés héliumnál nehezebb elem, vagyis fém található. (A csillagászatban a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb kémiai elemeket fémeknek nevezik.) A kémiai elemek a csillagok életciklusai során jönnek létre. Minél több ciklus zajlik le egy galaxisban, annál nagyobb lesz csillagainak fémtartalma. A fiatalabb, magas fémtartalmú csillagokat általában a galaxis korongjában találjuk meg, ahol a csillagpopuláció sűrűbb – legalábbis jelenlegi tudásunk szerint.

A helyzetet bonyolítja a sok idős, alacsony fémtartalmú csillagokból álló gömbhalmaz jelenléte. Ezeknek az idősebb, alacsony fémtartalmú csillagoknak elméletben egy idő után ki kell mozdulniuk a halmazukból, és a fő haló részévé kell válniuk, de úgy látszik, hogy ez a folyamat a Sombrero-galaxisban nem volt túl hatékony. A kutatócsoport összevetette az eredményeket a számítógépes szimulációkkal, hogy kiderüljön, mi okozza a különös fémtartalom-mérési adatokat a galaxis halójában.

Az eredmények szerint a Sombrero több milliárd évvel ezelőtt egy nagyobb galaxisütközésen vagy –összeolvadáson ment keresztül. Saját Tejútrendszerünkkel ellentétben, amelyről úgy gondoljuk, hogy több, kisebb kísérőgalaxisát nyelte már el az évmilliárdok alatt, a nagyobb galaxis-összeolvadások során két vagy több, hasonló tömegű galaxis olvad össze, amelyek késői generációs, nagy fémtartalmú csillagokból állnak.

A kísérőgalaxisok csak alacsony fémtartalmú csillagokat tartalmaztak, amelyek főként az ősrobbanás során keletkezett hidrogénből és héliumból álltak. A nehezebb elemeknek csillagok belsejében, nukleoszintézis útján kellett létrejönniük, és ezen égitestek pusztulása után épültek be a későbbi generációs csillagokba. Ez a folyamat a törpegalaxisok esetében, mint amilyenek a Tejútrendszert is kísérik, kevésbé hatékonyan zajlott le; inkább a nagyobb, fejlettebb galaxisokra jellemző.

A Sombrero-galaxissal kapcsolatos eredmények azért meglepőek, mert a galaxis sima korongja nem mutatja semmiféle ütközés jelét. Összehasonlításképpen számos kölcsönható galaxispár, mint például a Csáp-galaxisok, spirálkarjuk torzult megjelenése után kapták a nevüket. A torzulást a kölcsönhatás árapály-ereje idézte elő. Hasonló tömegű galaxisok összeolvadása általában nagy, egyenletes megjelenésű, kiterjedt halóval rendelkező elliptikus galaxisokhoz vezet – ez a folyamat több milliárd évig tart. A Sombrero-galaxis azonban sosem felelt meg sem a spirál-, sem pedig az elliptikus galaxisok hagyományos definíciójának. Valahol a kettő között van: egy hibrid.

A kutatócsoport főként egyedülálló morfológiája miatt választotta a Sombrero-galaxist. Meg akarták tudni, hogyan alakulhatnak ki a hasonló hibrid galaxisok. A galaxishalók fémtartalmának vizsgálatát több más, a Sombreróhoz hasonló távolságra lévő galaxis esetében is el fogják végezni.

A kutatócsoport reméli, hogy a jövőben más obszervatóriumok folytatják majd a Sombrero szokatlan tulajdonságainak kutatását. A WFIRST teleszkóp, amelynek látómezeje százszor nagyobb, mint a Hubble-űrteleszkópé, képes lesz teljes képet rögzíteni a galaxis halójáról, miközben további csillagokat észlel infravörös tartományban. A James Webb-űrtávcső is értékes megfigyeléseket végezhet majd, mivel felbontása a Hubble-éhez hasonló, de infravörös tartományban érzékenyebb.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás