-yksi-
Mikä on galaktinen halo?
Galaktinen halo on valtava "näkymätön" kaasukuori,
Silmiinpistävin ero levyn ja pallomaisen välilläspiraaligalakseissa esiintyy haloja. Elliptisessä galaksissa ei ole tällaista äkillistä siirtymää, ja kolmiulotteinen pitkänomainen kiekkorakenne muuttuu sujuvasti halopalloksi. Haloilla, kuten galakseilla, ei ole tarkkaan määriteltyjä rajoja: niiden siirtyessä pois keskustasta painovoiman vetovoima heikkenee, kaasu ja muut komponentit ovat yhä harvinaisempia.
-2-
Mistä halo on tehty?
Vuonna 2020 Hubble-avaruusteleskooppi esitteli yksityiskohtaisimman tutkimuksen Andromedan galaksin halosta. Tämä on Linnunradan "naapuri", joten sitä on helpoin tutkia.
Astrofyysikot ovat havainneet sen olevan heikko, melkeinsironneen plasman näkymätön halo ulottuu 1,3 miljoonan valovuoden päässä Andromedasta Linnunrataa kohti ja jopa 2 miljoonaa valovuotta muihin suuntiin. Muista, että itse galaksi sijaitsee noin 2,5 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Jos halo voitaisiin nähdä, Andromeda miehittäisi yötaivaalla alueen, joka on verrattavissa Ursa Major -tähtikuvioon.
Tutkijat havaitsivat myös, että halolla onkerrosrakenne, jossa on kaksi sisäkkäistä ja erillistä kaasukuorta. Samanaikaisesti ulkokuori on "tasaisempi" ja kuumempi, kun taas sisäkuori on voimakkaasti vaikuttanut supernovilta. Kaukaisten järjestelmien galaktisia galakseja ei ole tutkittu tässä laajuudessa, mutta tutkijat uskovat, että niillä on samanlainen rakenne.
Nykyaikainen kosmologinen teoria erottaa kolme galaktisen halon osatekijää: tähtien halo (tähtien halo), galaktisen koronan ja pimeän aineen halon.
Andromedan halon visualisointi. Tiedot perustuvat tutkimukseen galaksin takana sijaitsevien kvasaarien (keltaisten pisteiden) valon kulkemisesta. Kuva: NASA, ESA ja E. Wheatley (STScI)
-3-
Kuinka monta tähteä on halossa?
Tähtien halo yhdistää tähtipopulaation jagalaktista kiekkoa ympäröivät pallomaiset klusterit. Samanlaisia rakenteita löytyy useimpien tunnettujen spiraaligalaksien ja joidenkin elliptisten galaksien ympäriltä. Kehon muoto muistuttaa tähtikiekkoa ympäröivää ellipsiä.
Valtavasta koostaan huolimatta se sisältää vain noin 1 % tähtien kokonaistilavuudesta, ja siksi se hehkuu paljon vähemmän kuin galaktinen kiekko ja on huomaamaton optisen alueen havainnoissa.
Galaksien astrofyysinen mallinnusennustaa, että tähtien haloissa tulisi olla kaksi komponenttia. Sisäaluetta hallitsevat itse galaksissa muodostuneet tähdet ja pallomaiset klusterit, kun taas ulompaa aluetta hallitsevat sulautumiset muihin järjestelmiin. Tutkijat uskovat, että sädekehä muodostuu pääasiassa vanhoista tähdistä, ja tähtien muodostuminen siinä on itse asiassa pysähtynyt.
-neljä-
Miksi galaksi tarvitsee kruunun?
Galaktinen korona on ohut pilvimolekyylikaasu, joka ulottuu kauas galaksin keskustasta. Tutkijat uskovat, että koronat ovat jäänteitä alkuperäisestä kaasupilvestä, joka romahti muodostaen galaksin.
Vaikka harvinainen kaasu on näkymätöntä, se voi ollahavaitaan käyttämällä ionisoitua vetyä vastaavaa mikroaaltosäteilyä. Neutraali vetyviiva tai 21 cm viiva on mikroaaltosäteilyä, jonka aallonpituus on 21,1 cm, mikä vastaa neutraalien vetyatomien energiatilan muuttuessa emittoitua kvanttia.
Tutkijat uskovat, että galaktinen korona on galaksin ensimmäinen "puolustuslinja". Se estää tähtien muodostumista varten olevan sisäisen kaasun vuotamisen.
Suuren ja pienen Magellanin pilven kruunu, joka suojaa niitä Linnunradan vaikutuksilta. Kuva: STSCI, Leah Hustak
-5-
pimeän aineen halo
Galaktisen halon kolmas elementti on halopimeä aine. Vaikka pimeän aineen olemassaoloa ei ole vielä vahvistettu, tämä teoria kuvaa havaintoja parhaiten. Pimeä aine ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa, eikä se emittoi tai absorboi valoa millään aallonpituudella, joten sitä ei voida nähdä. Sillä on kuitenkin gravitaatiovaikutus ympäröiviin esineisiin.
Nykyisen teorian mukaan pimeä aineulottuu koko galaksiin ja ympäröi sen näkyviä komponentteja. Samaan aikaan sen massa ylittää merkittävästi galaksin kaikkien muiden objektien massan yhteensä. Pimeän aineen haloa ei ole visualisoitu, ja sitä käytetään teoreettisena komponenttina, joka selittää gravitaatiovaikutuksia, jotka määräävät kappaleiden liikkeitä galaksissa.
-6-
Mitä tiedemiehet ovat oppineet?
Uusi tutkimus paljastaa todellisen muodonLinnunradan tähtien halo. Pitkän aikaa tutkijat uskoivat, että sen pitäisi olla melkein säännöllinen pallo. Kävi ilmi, että näin ei ole: hajallaan oleva tähtipilvi on pitkänomainen muoto ja on kallistettu kulmassa galaktiseen levyyn nähden. Ulkoisesti se muistuttaa kaltevaa amerikkalaista jalkapalloa.
Lisäksi tutkijat uskovat, että epätavallinen rakenne viittaa myös Linnunradan pimeän aineen halon olemassaoloon ja vinoon sijaintiin.
Linnunradan halon malli. Kuva: Melissa Weiss / Astrofysiikan keskus | Harvard & Smithsonian
-7-
Miten tutkimus tehtiin?
Analyysissa tutkijat käyttivät kahta tietojoukkoa.havaintoja sädekehän muodostavista tähdistä. Ensimmäinen niistä saatiin Euroopan avaruusakatemian GAIA-satelliitin työn tuloksena. Tämä on avaruusteleskooppi, joka laukaistiin vuonna 2013 ja ottaa täydellisen näkymän yötaivaalle tehdäkseen yksityiskohtaisimman kartan Linnunradan ja lähiavaruuden kohteista.
Toinen tietojoukko on tulostutkimus H3 (Hectochelle in the Halo korkealla resoluutiolla). Nämä ovat tietoja halotähtien maanpäällisistä havainnoista, jotka tehtiin kaukoputkella Fred Lawrence Whipplen observatoriossa Arizonassa. H3 on kerännyt yksityiskohtaisia havaintoja kymmenistä tuhansista halotähdistä, jotka ovat liian kaukana Gaian arvioitavaksi.
Tutkijat yhdistivät kahden havainnon tiedot arvioidakseen tähtien halon muodon.
-kahdeksan-
Miksi tämä on tärkeää?
Tähtien halon ominaisuudet tallentavat historiaagalaksien muodostuminen. Erityisesti Linnunradan halon vino elliptinen muoto, joka saatiin havaintojen tuloksena, vahvistaa yhden sen muodostumisen teorioista.
Tutkijat uskovat, että Linnunradan halo -seurausta törmäyksestä kääpiögalaksin kanssa 7-10 miljardia vuotta sitten. Tämän galaktisen törmäyksen seurauksena kääpiögalaksi repeytyi ja sen muodostavat tähdet hajaantuivat haloksi. Tällainen alkuperätarina selittää eron halon "populaation" ja Linnunradan kiekon tähtien välillä.
Tässä tapauksessa kolmiakselinen ellipsoidi heijastaa havaintojakaksi tähtiryhmää tähtien halossa. Klusterit muodostuivat, kun kääpiögalaksi ohitti kaksi Linnunradan kiertorataa. Liikkuessaan se hidastuu kahdesti niin sanotuissa apokeskuksissa, kääpiögalaksin kiertoradan kaukaisimmissa pisteissä, tutkijat sanovat. Nämä tauot johtivat ylimääräiseen tähtien sinkoutumiseen ja keskittyneiden alueiden muodostumiseen. Tähtien halon kallistus osoittaa, että kääpiögalaksi törmäsi Linnunradan kulmassa.
-9-
Mitä seuraavaksi?
Se, että vino muoto säilyi sen jälkeenNäin pitkä aika toimii lisämerkkinä pimeän aineen olemassaolosta, tutkijat uskovat. Pimeän aineen sädekehä estää tähtiä siirtymästä kohti klassista muotoa, joka muistuttaa palloa.
Tutkijat uskovat, että lisäanalyysitähtien halo auttaa ymmärtämään, millä Linnunradan galaktisen sädekehän alueilla pimeän aineen pitoisuus on suurin ja keskittää pimeän aineen hiukkasilmaisimia käyttävän tutkimuksen näihin suuntiin.
Lue lisää:
Lehmille syötettiin hamppua ja he tarkastivat, mitä heidän maidolle tapahtui
Nimetty kuun operaation päävaaraksi "Artemis"
Luonut navigointijärjestelmän, joka on tarkempi kuin GPS