Student World

tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 39/2013

Dva týmy astronomů vytvořily na základě dat získaných pomocí dalekohledů ESO zatím nejlepší trojrozměrnou mapu centrální části naší Galaxie. Astronomové objevili, že vnitřní nejhustější části galaktické výduti mají tvar burského ořechu, na který z určitého úhlu pohledu navazuje řidší útvar připomínající písmeno X. Toto podivné uspořádání se podařilo zmapovat díky veřejně dostupným datům z přehlídkového teleskopu ESO/VISTA a detailnímu měření pohybů stovek velmi slabých hvězd v centrální výduti Galaxie.

Jednou z nejvýznamnějších a nejhmotnějších částí naší Galaxie je galaktická výduť. Jedná se o mohutný středový shluk desítek miliard hvězd, jehož průměr se pohybuje v tisících světelných let. Jeho strukturu a původ však dobře neznáme.

Z naší pozice v rovině disku Galaxie je výhled na její centrální části – vzdálené asi 27 000 světelných let – zakryt hustými oblaky plynu a prachu. Dostatečně kvalitní informace o galaktické výduti je tedy možné získat pouze použitím přístrojů schopných sledovat delší elektromagnetické vlny, jaké má například infračervené záření, které těmito oblaky částečně proniká.

Pozorování provedená v minulosti v rámci infračervené přehlídky oblohy 2MASS naznačila, že vnější část výduti má záhadný tvar připomínající písmeno X. Dva týmy vědců nyní použily nová data získaná pomocí různých dalekohledů ESO, aby získaly mnohem čistější pohled na strukturu a tvar výduti naší Galaxie.

První tým z německého Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) v Garchingu použil data z přehlídky proměnných objektů VVV [1], která je realizována pomocí dalekohledu ESO/VISTA na observatoři Paranal v Chile. Tento dalekohled je schopen zaznamenat hvězdy ještě třicetkrát slabší než předchozí přehlídky galaktické výduti. Členům týmu se podařilo rozlišit celkem 22 milionů hvězd patřících do (pod)kategorie rudých obrů, u kterých jsou dostatečně dobře známé jejich vlastnosti, což umožňuje přesnější měření vzdáleností [2].

„Katalog hvězd vytvořený na základě pozorování dalekohledu VISTA svým dosahem dalece předčí všechny předchozí a s jeho pomocí jsme byli schopni detekovat celou populaci hvězd ve všech – i těch nejvíce zakrytých – oblastech,“ vysvětluje Christopher Wegg (MPE), hlavní autor studie. „Na základě rozdělení hvězd bylo možné vytvořit trojrozměrnou mapu galaktické výduti. A je to poprvé, co byla taková mapa zkonstruována bez dodatečných předpokladů týkajících se tvaru výduti.“

„Objevili jsme, že vnitřní část naší Galaxie má při pohledu ze strany tvar burského ořechu a shora vypadá jako protažená příčka,“ dodává Ortwin Gerhard, spoluautor prvního článku a vedoucí ‚Skupiny dynamiky‘ při MPE [3]. „Je to vůbec poprvé, co můžeme něco takového v naší Galaxii zřetelně pozorovat. Simulace, které jsme provedli my i kolegové, ukazují, že tento tvar je charakteristický pro spirální galaxie s příčkou, které původně měly tvar disku tvořeného jednotlivými hvězdami.“

Druhý mezinárodní tým, který vedl chilský postgraduální student Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile a ESO, Santiago, Chile), zvolil k odhalení struktury galaktické výduti jinou strategii. Na základě snímků, které byly pořízeny dalekohledem MPG/ESO o průměru primárního zrcadla 2,2 m s odstupem 11 let se jim podařilo změřit drobné změny polohy hvězd na obloze vznikající v důsledku jejich pohybu ve výduti. Tato data byla zkombinována s měřeními radiálních rychlostí těchto hvězd (tedy pohybů ve směru od Země nebo k Zemi). Podařilo se jim tak zmapovat prostorový pohyb více jak 400 hvězd [4].

„Vůbec poprvé se podařilo získat takto vysoký počet měření rychlosti ve všech třech osách pro jednotlivé hvězdy na obou stranách galaktické výduti,“ dodává Vásquez. „Hvězdy, které jsme pozorovali, se pohybují podél ramen výduti ve tvaru X, jak je jejich dráhy opakovaně přivádí nad a pod rovinu Galaxie. Velmi dobře to souhlasí s předpovědí, kterou poskytly unikátní modely.“

Astronomové se domnívají, že naše Galaxie byla původně pouze diskem hvězd, ve kterém se před miliardami let vytvořila plochá příčka [5]. Její vnitřní část se následně prohnula a vytvořila trojrozměrnou strukturu připomínající burský ořech, jak jej dnes pozorujeme.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

Poznámky

[1] VVV (VISTA Variables in the Via Lactea Survey, Proměnné v Mléčné dráze) je jednou ze šesti velkých přehlídek prováděných pomocí dalekohledu VISTA. Data z této přehlídky jsou veřejně přístupná mezinárodní vědecké komunitě prostřednictvím archivů ESO (ESO Science Archive Facility), které umožnily realizaci studie na MPE.

[2] Pro tento výzkum byly vybrány hvězdy ve ve vývojové fázi označované ‚red clump giant‘, protože je možné je využít jako standardní svíčky: v této vývojové fázi života rudého obra je zářivost hvězd přibližně nezávislá na stáří a složení. Množství plynu a prachu zakrývajícího hvězdy je možné spočítat přímo na základě pozorované barvy těchto hvězd. Je tedy možné zjistit rozložení jejich jasností bez efektu zastínění. A jelikož všechny tyto hvězdy mají téměř stejnou absolutní jasnost, je možné určit jejich přibližnou vzdálenost. Velké plošné pokrytí přehlídkou VV umožnilo měření provést v celé vnitřní části Galaxie a na základě toho zkonstruovat trojrozměrný model struktury galaktické výduti.

[3] Podobné struktury připomínající burský ořech byly pozorovány i ve výdutích jiných galaxií a jejich vznik byl předpovězen i na základě numerických simulací, které ukazují, že tato struktura je tvořena hvězdami, jejichž dráhy jsou uspořádány do tvaru písmene X.

[4] Měření radiálních rychlostí bylo provedeno pomocí spektrografů FLAMES-GIRAFFE (ESO/VLT) a IMACS (Las Campanas Observatory).

[5] Mnoho galaxií včetně naší Galaxie má ve svém středu úzký útvar známý jako příčka.

autor Jiří Srba