-viens-
Kas ir galaktikas halo?
Galaktiskais halo ir milzīgs "neredzams" gāzes apvalks,
Visspilgtākā atšķirība starp disku un sfēriskuspirālveida galaktikās parādās halo. Eliptiskajās galaktikās nav tik pēkšņas pārejas, un trīsdimensiju iegarena diska struktūra vienmērīgi pārvēršas par halo lodi. Haloem, tāpat kā galaktikām, nav skaidri noteiktas robežas: tām attālinoties no centra, gravitācijas pievilcība vājinās, gāzes un citas sastāvdaļas kļūst arvien retākas.
-2-
No kā ir izgatavots oreols?
2020. gadā Habla kosmiskais teleskops prezentēja visdetalizētāko Andromedas galaktikas oreola pētījumu. Šis ir Piena Ceļa “kaimiņš”, tāpēc to ir visvieglāk izpētīt.
Astrofiziķi ir atklājuši, ka vājš, gandrīzneredzams izkliedētas plazmas oreols stiepjas 1,3 miljonus gaismas gadu no Andromedas uz Piena ceļu un līdz 2 miljoniem gaismas gadu citos virzienos. Atgādinām, ka pati galaktika atrodas aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes. Ja oreolu varētu redzēt, tad Andromeda naksnīgajās debesīs aizņemtu apgabalu, kas pēc platības ir salīdzināms ar Lielās Ursas zvaigznāju.
Pētnieki arī atklāja, ka halo irslāņaina struktūra ar diviem galvenajiem ligzdotiem un atsevišķiem gāzes apvalkiem. Tajā pašā laikā ārējais apvalks ir “gludāks” un karstāks, savukārt iekšējo apvalku spēcīgi ietekmē supernovas. Tālo sistēmu galaktikas nav tik lielā mērā pētītas, taču zinātnieki uzskata, ka tām ir līdzīga uzbūve.
Mūsdienu kosmoloģiskā teorija izšķir trīs galaktikas oreola veidojošos elementus: zvaigžņu oreolu (zvaigžņu halo), galaktisko koronu un tumšās matērijas oreolu.
Andromedas oreola vizualizācija. Dati ir balstīti uz pētījumu par gaismas pāreju no kvazāriem (dzelteniem punktiem), kas atrodas aiz galaktikas. Attēls: NASA, ESA un E. Vitlijs (STScI)
-3-
Cik zvaigžņu ir oreolā?
Zvaigžņu halo apvieno zvaigžņu populāciju unlodveida kopas, kas ieskauj galaktikas disku. Līdzīgas struktūras ir atrodamas ap vairumu zināmo spirālveida galaktiku un dažas eliptiskās galaktikas. Oreola forma atgādina elipsi, kas ieskauj zvaigznes disku.
Neskatoties uz milzīgo izmēru, tajā ietilpst tikai aptuveni 1% no kopējā zvaigžņu tilpuma, un tāpēc tas spīd daudz mazāk nekā galaktikas disks un ir nemanāms novērojumu laikā optiskajā diapazonā.
Galaktiku astrofiziskā modelēšanaprognozē, ka zvaigžņu halos vajadzētu būt diviem komponentiem. Iekšējā reģionā dominē zvaigznes un lodveida kopas, kas izveidojušās pašā galaktikā, savukārt ārējā reģionā dominē saplūšana ar citām sistēmām. Zinātnieki uzskata, ka oreolu galvenokārt veido vecas zvaigznes, un zvaigžņu veidošanās tajā faktiski tiek apturēta.
-četri-
Kāpēc galaktikai ir nepieciešams kronis?
Galaktiskā korona ir vājš mākonismolekulārā gāze, kas stiepjas tālu no galaktikas centra. Pētnieki uzskata, ka korona ir paliekas no pirmatnējā gāzes mākoņa, kas sabruka, veidojot galaktiku.
Lai gan retinātā gāze ir neredzama, tā var būtnosaka, izmantojot mikroviļņu starojumu, kas atbilst jonizētam ūdeņradim. Neitrālā ūdeņraža līnija jeb 21 cm līnija ir mikroviļņu starojums ar viļņa garumu 21,1 cm, kas atbilst kvantiem, kas izstaro, mainoties neitrālu ūdeņraža atomu enerģijas stāvoklim.
Pētnieki uzskata, ka galaktikas korona ir galaktikas pirmā "aizsardzības līnija". Tas novērš iekšējās gāzes noplūdi, kas kalpo zvaigžņu veidošanai.
Lielo un Mazo Magelāna mākoņu vainags, pasargājot tos no Piena Ceļa ietekmes. Attēls: STSCI, Leah Hustak
-5-
tumšās vielas halo
Trešais galaktikas oreola elements ir halotumšā matērija. Lai gan tumšās matērijas esamības fakts vēl nav apstiprināts, šī teorija vislabāk raksturo novērojumus. Tumšā viela neiedarbojas ar elektromagnētisko starojumu, neizstaro un neuzsūc gaismu jebkurā viļņa garumā, tāpēc to nevar redzēt. Tomēr tam ir gravitācijas ietekme uz apkārtējiem objektiem.
Saskaņā ar esošo teoriju tumšā matērijaizplešas visā galaktikā un ieskauj tās redzamās sastāvdaļas. Tajā pašā laikā tā masa ievērojami pārsniedz visu pārējo galaktikas objektu masu kopā. Tumšās vielas halo nav vizualizēts un tiek izmantots kā teorētisks komponents, kas izskaidro gravitācijas ietekmi, kas nosaka ķermeņu kustības galaktikā.
-6-
Ko zinātnieki ir iemācījušies?
Jauns pētījums atklāj patieso formuPiena ceļa zvaigžņu halo. Ilgu laiku pētnieki uzskatīja, ka tai vajadzētu būt gandrīz regulārai sfērai. Izrādījās, ka tas tā nav: izkliedētajam zvaigžņu mākonim ir iegarena forma un tas ir noliekts leņķī pret galaktikas disku. Ārēji tā atgādina slīpu amerikāņu futbola bumbu.
Turklāt pētnieki uzskata, ka neparasta struktūra norāda arī uz Piena Ceļa tumšās vielas oreola klātbūtni un slīpo stāvokli.
Piena ceļa oreola modelis. Attēls: Melisa Veisa/Astrofizikas centrs | Harvard & Smitsons
-7-
Kā tika veikts pētījums?
Analīzei zinātnieki izmantoja divas datu kopas.zvaigžņu, kas veido oreolu, novērojumi. Pirmais no tiem tika iegūts Eiropas Kosmosa akadēmijas GAIA satelīta darba rezultātā. Šis ir kosmiskais teleskops, kas tika palaists 2013. gadā un sniedz pilnīgu skatu uz naksnīgajām debesīm, lai izveidotu visdetalizētāko objektu karti Piena ceļā un tuvējā kosmosā.
Otrā datu kopa ir rezultātspētījums H3 (Hectochelle in the Halo ar augstu izšķirtspēju). Šie ir dati no halo zvaigžņu novērojumiem uz zemes, kas tika veikti, izmantojot teleskopus Freda Lorensa Vipa observatorijā Arizonā. H3 ir apkopojis detalizētus novērojumus par desmitiem tūkstošu halo zvaigžņu, kas atrodas pārāk tālu, lai Gaia to varētu novērtēt.
Pētnieki apvienoja datus no diviem novērojumiem, lai novērtētu zvaigžņu halo formu.
- astoņi -
Kāpēc tas ir svarīgi?
Zvaigžņu halo "veikala" īpašībasgalaktikas veidošanās. Jo īpaši Piena Ceļa oreola slīpā eliptiskā forma, kas iegūta novērojumu rezultātā, apstiprina vienu no tās veidošanās teorijām.
Pētnieki uzskata, ka Piena Ceļa oreols -pirms 7 līdz 10 miljardiem gadu notikušas sadursmes ar pundurgalaktiku rezultāts. Šīs galaktikas sadursmes rezultātā pundurgalaktika tika saplēsta, un tajā esošās zvaigznes izkaisījās oreolā. Šāds izcelsmes stāsts izskaidro atšķirību starp halo "populāciju" un Piena Ceļa diska zvaigznēm.
Šajā gadījumā trīsaksiālais elipsoīds atspoguļo novērojumusdivas zvaigžņu grupas zvaigžņu oreolā. Kopas izveidojās, kad pundurgalaktika šķērsoja divas Piena ceļa orbītas. Zinātnieki saka, ka kustībā tas divreiz palēnināsies tā sauktajos apocentros, kas ir vistālāk pundurgalaktikas orbītas punkti. Šīs pauzes izraisīja papildu zvaigžņu izmešanu un koncentrētu reģionu veidošanos. Zvaigžņu oreola slīpums norāda, ka pundurgalaktika ar Piena ceļu sadūrās leņķī.
-9-
Kas tālāk?
Fakts, ka slīpā forma tika saglabāta pēcTik liels laiks kalpo kā papildu zīme tumšās matērijas esamībai, uzskata zinātnieki. Tas ir tumšās matērijas oreols, kas neļauj zvaigznēm pāriet uz klasisko formu, kas atgādina sferoīdu.
Pētnieki uzskata, ka turpmāka analīzezvaigžņu halo palīdzēs saprast, kuros Piena Ceļa galaktikas oreola apgabalos ir visaugstākā tumšās vielas koncentrācija un koncentrēt pētījumus, izmantojot tumšās vielas daļiņu detektorus šajos virzienos.
Lasīt vairāk:
Govis baroja ar kaņepēm un pārbaudīja, kas noticis ar viņu pienu
Nosaukts par Mēness misijas "Artemis" galvenajām briesmām
Izveidoja navigācijas sistēmu, kas ir precīzāka par GPS