Jazva v mliečnej ceste

Neočakávané usporiadanie v pohyboch hviezd v disku Mliečnej cesty naznačuje nedávny úder od inej galaxie. Dve nezávislé skupiny astronómov totiž našli zaujímavé štruktúry, ktoré sa objavili v pohyboch hviezd našej Galaxie.

Novoobjavené štruktúry poukazujú na to, že za poslednú miliardu rokov sa nejaká blízka galaxia mihla okolo tej našej. Astrometrická družica GAIA získala veľmi presné merania vzdialeností a pohybov miliárd hviezd a umožnila vytvoriť mapu našej Galaxie s vysokým rozlíšením. Vedcom je tak k dispozícii množstvo nových vzrušujúcich výsledkov: od objavu nových blízkych hviezdokôp až po pohyby vzdialených galaxií. Teraz astronómovia skúmajú údaje najmä o našej Galaxii.

Umelecká ilustrácia ukazuje poruchu v rýchlostiach hviezd v našej Galaxii. Táto štruktúra sa vytvorila, keď iná, menšia galaxia narazila do našej pred stovkami miliónov rokov, ilustrácia ESA/CC BY-SA 3.0 IGO.

Galaktický votrelec

Počítačová animácia, ktorú vedci vytvorili, má tvar slimačej ulity a zobrazuje graf závislosti vzdialenosti hviezd od roviny Galaxie od ich rýchlosti vzhľadom na túto rovinu. Teresa Antojaová (Univerzita v Barcelone, Španielsko) spolu s kolegami ako prvá objavila neočakávanú štruktúru, keď vybrali šesť miliónov blízkych hviezd z katalógu dát z družice GAIA s presnými súradnicami a rýchlosťami. Rozdelenie hviezd v priestore neukázalo nič neobvyklé. Keď sa však astronómovia zamerali na pohyby hviezd, uvideli špirálový útvar, zreteľný najmä vtedy, keď sa porovnávajú pohyby v rovine galaktického disku s pohybmi kolmo na túto rovinu. Tento špirálový útvar, ktorý sa objavil na grafe rýchlostí hviezd, je známy ako tzv. fázová špirála. Väčšina hviezd v Galaxii sa nachádza v jej disku, pričom obiehajú okolo galaktického jadra. Skutočnosť, že ich takmer kruhové dráhy korelujú s pohybmi hore a dole nad a pod rovinou disku, znamená, že niečo vyviedlo disk z jeho rovnováhy. Špirála predstavuje veľkoškálovú gravitačnú poruchu, takže vinníkom najpravdepodobnejšie bolo niečo s veľkosťou a hmotnosťou malej galaxie. Keď naša Galaxia vznikala, vzájomné priblíženia galaxií boli pravdepodobne časté. Keďže aj v súčasnosti vidíme špirálovú fázu, znamená to, že do disku Mliečnej cesty niečo narazilo.

Určenie času nárazu

Projekt GAIA stanovil nový štandard pre porozumenie vzdialeností a pohybu hviezd, ale mali by byť ešte uvoľnené údaje o chemickom zložení mnohých hviezd. Hviezdy sa skladajú prevažne z vodíka a hélia, no stopy ťažších chemických prvkov nám môžu odhaliť vek hviezd aj iné ich vlastnosti. Pozemné spektroskopické prehliadky, ako je napríklad Galactic Archaeology with HERMES (GALAH) na Australian Astronomical Observatory, priniesli merania s vysokým rozlíšením chemických vlastností pre stovky tisíc hviezd. Joss Bland-Hawthorn (University of Sydney, Australia) skombinoval údaje z GAIA a GALAH a so spolupracovníkmi študoval špirálovú fázu. Všímal si pritom nielen pohyby hviezd, ale aj obsah ťažších prvkov vo hviezdach, aby lepšie porozumel tomuto útvaru. Každá nasledujúca generácia hviezd obsahuje väčšie množstvo ťažších prvkov než hélium. To robí obsah kovov čiže metalicitu akýmsi hrubým kritériom veku hviezd – čím je hviezda bohatšia na kovy, tým je mladšia. Tím okolo Blanda-Hawthorna určil dobu priblíženia cudzej galaxie na asi 500 miliónov rokov do minulosti, čo je konzistentné s výsledkami skupiny Teresy Antojaovej, ktorá tento čas vypočítala na obdobie 300 až 900 miliónov rokov.

Slimačie ulity a brázdy

Zaujímavé je, že trpasličia guľovitá galaxia v Strelcovi (angl. Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy) sa tesne priblížila k Mliečnej ceste asi pred 200 miliónmi až jednou miliardou rokov, čo ju robí dobrým kandidátom na túto galaktickú poruchu. Toto priblíženie je ešte vždy v procese gravitačného trhania tejto trpasličej galaxie našou Galaxiou na márne kúsky. Presné merania satelitu GAIA zabezpečia údaje pre ďalšie skúmania korelácie pohybov. Antojaová napríklad upozorňuje na slimačie ulity a brázdy, ktoré dopĺňajú špirálu. Identifikovanie vzniku týchto štruktúr a ich porozumenie pomôže astronómom pochopiť, ako sa naša Galaxia vyvíjala v čase a aké interakcie so svojimi susedmi zažila.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 12/2018.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

RNDr. Zdeněk Komárek

Komentáre