Méterrudak a Tejútrendszer túloldalán

300

Távolságmérésre is használható pulzáló változócsillagokkal térképezték fel Galaxisunk külső peremvidékét a Nappal ellentétes oldalon.

Saját csillagvárosunk szerkezetének megismerése nagy kihívást jelent, hiszen a Galaxis középpontjának és síkjának irányában átláthatatlan por- és gázfelhők takarják el műszereink elől a kilátást. Ezen az elektromágneses spektrum hosszabb hullámhosszait felhasználva, infravörös és rádióhullámok alkalmazásával segíthetünk. Galaxisunk spirálszerkezetét az atomos hidrogén eloszlásának rádiótartományban történt megfigyelésével sikerült feltárni. A Tejútrendszer középpontján túli tartományok azonban így is rejtve maradtak (1. ábra). Néhány jel arra utal, hogy a spirálkarokat rejtő korong-komponens, amit eddig laposnak hittünk, a Galaxis peremvidékén kiszélesedik és ráadásul ki is hajlik ebből a síkből, éppen úgy, mint ha egy frizbi egyik szélét felfelé, másik végét lefelé görbítenénk. Egy friss eredmény új módszert ad a csillagászok kezébe a kérdés vizsgálatához.

Fig1
A Tejútrendszer középső vidéke a chilei La Silla Obszervatórium felett (forrás: ESO/B. Tafreshi). Vajon mi van a túloldalon?

A Michael W. Feast (Fokvárosi Egyetem Csillagászati Tanszéke) vezette kutatócsoport olyan cefeida változócsillagokat talált egy korábbi égboltfelmérés, az OGLE adataiban, melyek Galaxisunk központi kiöblösödésének irányában, de azon túl rejtőznek. E pulzáló csillagok többé-kevésbé szabályos összehúzódásának és kitágulásának periódusa szoros kapcsolatban áll a csillag abszolút fényességével, ezért első rendű távolságindikátorok. A látszó fényességet megmérve ugyanis kiszámíthatjuk az objektum távolságát. A csillagok periódusa 1,2 és 3,8 nap közé esett, távolságuk átlagosan 50 ezer fényévnek adódott, de az egyik objektum 70 ezer fényévre található tőlünk. Mind az öt változócsillag a Tejútrendszer síkjától nagy távolságban van, megerősítve azt a feltevést, miszerint Galaxisunk korongja kifelé haladva meggörbül és megvastagszik (2. ábra). Az elméletek szerint ezért a jelenségért az Univerzum egészét kitöltő, Galaxisunkat is körbevevő sötét anyag a felelős. A galaxisok peremén ugyanis kevesebb csillag van, így a sötét anyag hatása érvényesül, s az elképzelések szerint ez torzítja el a Galaxis síkját alkotó látható anyag szerkezetét. Mivel a cefeidák viszonylag nagy tömegű és csillagászati értelemben fiatal objektumok, ezért keletkezésük a galaktikus korongban kellett, hogy végbemenjen. Éppen ezért az öt új csillag megfigyelt helyzete csak akkor érthető, ha maga a Galaxis korongja (más néven diszkje) hajlik ki ekkora távolságra.

Fig2
Galaxisunk korongjának kiszélesedése az öt cefeida változócsillag (bal oldali kék pöttyök) távolságmeghatározása alapján. A Napot sárga korong jelöli. A jobb oldali kék pontok az ismert, közeli cefeidákat mutatják (forrás: http://saltastro.blogspot.hu/).

A vizsgálatban a legnagyobb nehézséget – nem meglepő módon – a csillagközi fényelnyelés okozta, ami nem csak a fényességet csökkenti, de az objektumok színét is megváltoztatja. A vörösödés becsléséhez több hullámhossz-sávban mérték a cefeidák fényességét, mozgásuk jellemzőire pedig spektroszkópiai megfigyelések révén derítettek fényt. A dél-afrikai és japán kutatókból álló csoport a Dél-Afrikai Csillagászati Obszervatórium (SAAO) távcsöveit, köztük a 10 méter tükörátmérőjű SALT-ot használta (3. ábra).

Fig3
A Dél-afrikai Csillagászati Obszervatórium légi felvétele. A kimagasló, legnagyobb kupola a SALT-ot (Dél-afrikai Nagy Távcső) rejti (forrás: Wikipedia).

A legújabb eredmények jelentősége abban áll, hogy közvetett információt kaptunk a sötét anyag eloszlásáról. Azt viszont továbbra sem tudjuk, hogy mi alkotja, hiszen a gravitáción kívül más kölcsönhatását eddig nem sikerült kimutatni. A kutatók műszereit és fantáziáját is próbára tevő rejtélyes hiányzó anyagot valószínűleg egzotikus részecskék formájában kell keresnünk, hisz a csillagászati méretű és tömegű objektumok (pl. fekete lyukak) megfigyelt száma közel sem elég a kielégítő magyarázathoz. Ugyanakkor a most talált bizonyítékok valószínűleg a galaxisok fejlődését leíró modellekre is nagy hatással lesznek.

Az eredmények a Nature 2014. május 15-i számában jelentek meg.

Hozzászólás

hozzászólás