-jeden-
Co to jest galaktyczne halo?
Galaktyczne halo to ogromna „niewidzialna” powłoka gazowa,
Najbardziej uderzająca różnica między dyskiem a sferątworzą halo pojawiające się w galaktykach spiralnych. W galaktykach eliptycznych nie ma tak gwałtownego przejścia, a trójwymiarowa wydłużona struktura dysku płynnie przekształca się w kulę halo. Halo, podobnie jak galaktyki, nie ma dobrze określonych granic: w miarę oddalania się od centrum przyciąganie grawitacyjne słabnie, gaz i inne składniki stają się coraz bardziej rozrzedzone.
-2-
Z czego jest zrobiona aureola?
W 2020 roku Kosmiczny Teleskop Hubble'a przedstawił najbardziej szczegółowe badania halo galaktyki Andromedy. To „sąsiad” Drogi Mlecznej, więc najłatwiej go badać.
Astrofizycy stwierdzili, że jest prawie słabyniewidzialne halo rozproszonej plazmy rozciąga się na 1,3 miliona lat świetlnych od Andromedy w kierunku Drogi Mlecznej i do 2 milionów lat świetlnych w innych kierunkach. Przypomnijmy, że sama galaktyka znajduje się w odległości około 2,5 miliona lat świetlnych od Ziemi. Gdyby można było zobaczyć halo, wówczas Andromeda zajmowałaby obszar na nocnym niebie porównywalny obszarem do konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.
Naukowcy odkryli również, że halo mawarstwowa struktura z dwoma głównymi zagnieżdżonymi i oddzielnymi powłokami gazowymi. Jednocześnie zewnętrzna powłoka jest bardziej „gładka” i gorętsza, podczas gdy supernowa silnie wpływa na powłokę wewnętrzną. Galaktyki galaktyczne odległych układów nie były badane w takim stopniu, ale naukowcy uważają, że mają podobną budowę.
Współczesna teoria kosmologiczna rozróżnia trzy elementy składowe galaktycznego halo: gwiezdne halo (gwiezdne halo), koronę galaktyczną i halo ciemnej materii.
Wizualizacja halo Andromedy. Dane opierają się na badaniu przejścia światła z kwazarów (żółtych kropek) znajdujących się za galaktyką. Zdjęcie: NASA, ESA i E. Wheatley (STScI)
-3-
Ile gwiazd jest w halo?
Gwiezdne halo jednoczy populację gwiazd igromady kuliste otaczające dysk galaktyczny. Podobne struktury można znaleźć wokół większości znanych galaktyk spiralnych i niektórych eliptycznych. Kształt halo przypomina elipsę otaczającą dysk gwiazdowy.
Pomimo swoich ogromnych rozmiarów obejmuje tylko około 1% całkowitej objętości gwiazd, dlatego świeci znacznie mniej niż dysk galaktyczny i jest niezauważalny podczas obserwacji w zakresie optycznym.
Astrofizyczne modelowanie galaktykprzewiduje, że gwiezdne halo powinno mieć dwa składniki. Obszar wewnętrzny jest zdominowany przez gwiazdy i gromady kuliste utworzone w samej galaktyce, podczas gdy obszar zewnętrzny jest zdominowany przez połączenia z innymi systemami. Naukowcy uważają, że halo tworzą głównie stare gwiazdy, a powstawanie w nim gwiazd jest właściwie zatrzymane.
-cztery-
Dlaczego galaktyka potrzebuje korony?
Korona galaktyczna jest cienką chmurągaz molekularny rozciągający się daleko od centrum galaktyki. Naukowcy uważają, że korony są pozostałością pierwotnego obłoku gazu, który zapadł się, tworząc galaktykę.
Chociaż gaz rozrzedzony jest niewidoczny, może byćwykrywane za pomocą promieniowania mikrofalowego odpowiadającego zjonizowanemu wodorowi. Linia neutralnego wodoru lub linia 21 cm to promieniowanie mikrofalowe o długości fali 21,1 cm, co odpowiada kwantom emitowanym, gdy zmienia się stan energetyczny neutralnych atomów wodoru.
Naukowcy uważają, że korona galaktyczna jest pierwszą linią „obrony” galaktyki. Zapobiega wyciekaniu wewnętrznego gazu, który służy do powstawania gwiazd.
Korona Wielkiego i Małego Obłoku Magellana, chroniąca je przed wpływem Drogi Mlecznej. Zdjęcie: STSCI, Leah Hustak
-5-
halo ciemnej materii
Trzecim elementem galaktycznego halo jest haloCiemna materia. Chociaż fakt istnienia ciemnej materii nie został jeszcze potwierdzony, teoria ta najlepiej opisuje obserwacje. Ciemna materia nie oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym, nie emituje ani nie pochłania światła na żadnej długości fali, więc nie można jej zobaczyć. Ma jednak wpływ grawitacyjny na otaczające obiekty.
Zgodnie z istniejącą teorią ciemna materiarozciąga się w całej galaktyce i otacza jej widoczne elementy. Jednocześnie jego masa znacznie przekracza masę wszystkich innych obiektów w galaktyce razem wziętych. Halo ciemnej materii nie zostało zwizualizowane i jest używane jako element teoretyczny wyjaśniający wpływy grawitacyjne, które determinują ruchy ciał w galaktyce.
-6-
Czego nauczyli się naukowcy?
Nowe badanie ujawnia prawdziwą formęgwiezdne halo Drogi Mlecznej. Przez długi czas naukowcy uważali, że powinna to być prawie regularna kula. Okazało się, że tak nie jest: rozproszony obłok gwiazd ma podłużny kształt i jest nachylony pod kątem do dysku galaktycznego. Zewnętrznie przypomina pochyloną piłkę do futbolu amerykańskiego.
Ponadto naukowcy uważają, że niezwykła struktura wskazuje również na obecność i ukośne położenie halo ciemnej materii Drogi Mlecznej.
Model halo Drogi Mlecznej. Zdjęcie: Melissa Weiss/Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian
-7-
Jak przeprowadzono badanie?
Do analizy naukowcy wykorzystali dwa zestawy danych.obserwacje gwiazd tworzących halo. Pierwszy z nich uzyskano w wyniku prac satelity Europejskiej Akademii Kosmicznej GAIA. Jest to teleskop kosmiczny, który został wystrzelony w 2013 roku i wykonuje pełny widok nocnego nieba, aby stworzyć najbardziej szczegółową mapę obiektów w Drodze Mlecznej i pobliskiej przestrzeni kosmicznej.
Drugi zestaw danych jest wynikiembadania H3 (Hectochelle in the Halo w wysokiej rozdzielczości). Są to dane z naziemnych obserwacji gwiazd z halo, które zostały wykonane za pomocą teleskopów w Obserwatorium Freda Lawrence'a Whipple'a w Arizonie. H3 zebrał szczegółowe obserwacje dziesiątek tysięcy gwiazd halo, zbyt daleko, by Gaia mogła je ocenić.
Naukowcy połączyli dane z dwóch obserwacji, aby oszacować kształt gwiezdnego halo.
-osiem-
Dlaczego to ważne?
Właściwości historii „przechowywania” gwiezdnego halopowstawanie galaktyk. W szczególności ukośny eliptyczny kształt halo Drogi Mlecznej, uzyskany w wyniku obserwacji, potwierdza jedną z teorii jego powstania.
Naukowcy uważają, że halo Drogi Mlecznej -w wyniku zderzenia z galaktyką karłowatą 7 do 10 miliardów lat temu. W wyniku tego galaktycznego zderzenia galaktyka karłowata została rozdarta, a jej składowe gwiazdy rozproszyły się w halo. Taka historia pochodzenia wyjaśnia różnicę między „populacją” halo a gwiazdami dysku Drogi Mlecznej.
W tym przypadku trójosiowa elipsoida odzwierciedla obserwacjedwie grupy gwiazd w gwiezdnym halo. Gromady powstały, gdy galaktyka karłowata minęła dwie orbity Drogi Mlecznej. Naukowcy twierdzą, że podczas ruchu zwolniłby dwukrotnie w tak zwanych apocentrach, najdalszych punktach orbity galaktyki karłowatej. Te przerwy doprowadziły do dodatkowego wyrzucania gwiazd i tworzenia skoncentrowanych obszarów. Nachylenie gwiezdnego halo wskazuje, że galaktyka karłowata zderzyła się z Drogą Mleczną pod kątem.
-9-
Co dalej?
Fakt, że pochyły kształt został zachowany późniejNaukowcy uważają, że tak duża ilość czasu stanowi dodatkowy znak istnienia ciemnej materii. To halo ciemnej materii powstrzymuje gwiazdy przed przesunięciem się w stronę klasycznego kształtu przypominającego sferoidę.
Naukowcy uważają, że dalsze analizygwiezdne halo pomoże zrozumieć, w których obszarach galaktycznego halo Drogi Mlecznej stężenie ciemnej materii jest największe i skoncentrować badania z wykorzystaniem detektorów cząstek ciemnej materii w tych kierunkach.
Czytaj więcej:
Krowy karmiono konopiami i sprawdzano, co dzieje się z ich mlekiem
Nazwany głównym niebezpieczeństwem misji księżycowej „Artemida”
Stworzył system nawigacji, który jest dokładniejszy niż GPS