קרדיט תמונה: NRAO
צוות אסטרונומים שמשתמש בטלסקופ הבנקאות הירוקה רוברט סי בירד (GBT) של הקרן הלאומית למדע, ביצע את הגילוי החותך הראשון של מה שנראה כאבני הבניין השאריות של היווצרות הגלקסיה - ענני מימן נייטרליים - שחף סביב גלקסיית אנדרומדה, שנמצאת בתוך קבוצת הכוכבים אנדרומדה, גלקסיית הספירלה הגדולה הקרובה ביותר לשביל החלב.
תגלית זו עשויה לעזור למדענים להבין את המבנה ואת ההתפתחות של שביל החלב וכל הגלקסיות הספירליות. זה עשוי לעזור גם להסביר מדוע כוכבים צעירים מסוימים בגלקסיות בוגרות נראים באופן מפתיע מהיסודות הכבדים שבני זמנם מכילים.
"גלקסיות ענק, כמו אנדרומדה ושביל החלב שלנו, נחשבות להיווצר באמצעות מיזוגים חוזרים ונשנים עם גלקסיות קטנות יותר ובאמצעות השגחה של מספר עצום של 'עננים' בעלי המסה נמוכה עוד יותר - אובייקטים אפלים שחסרים כוכבים ואפילו קטנים מכדי לכנות גלקסיות. "אמר דייוויד א 'תילקר מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בבולטימור, מרילנד. "מחקרים תיאורטיים צופים כי תהליך זה של צמיחה גלקטית נמשך גם היום, אך אסטרונומים לא הצליחו לזהות את" אבני הבניין "הצפויות במסה הנמוכה שנופלות לגלקסיות סמוכות עד כה."
מחקריו של תילקר מתפרסמים במכתבי כתב העת Astrophysical. תורמים נוספים כוללים: רוברט בראון מהקרן ההולנדית למחקר באסטרונומיה; Rene A.M. וולטרבוס מאוניברסיטת ניו מקסיקו; אדוויג 'קורבלי מאוסטרפיסיסיו די ארצ'רי באוסברטוריו באיטליה; פליקס ג'י לוקמן ורונלד מדדלנה ממצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה של הרדיו (NRAO) בגנק גרין, מערב וירג'יניה; ואדוארד מרפי מאוניברסיטת וירג'יניה.
שביל החלב ואנדרומדה נוצרו לפני מיליארדי שנים רבות בשכונה קוסמית שופעת חומרי גלם גלקטיים - ביניהם מימן, הליום וחומר כהה קר היו מרכיבים ראשוניים. נכון לעכשיו, כנראה שרוב חומר הגלם הזה נבלל על ידי שתי הגלקסיות, אך אסטרונומים חושדים שכמה עננים פרימיטיביים עדיין צפים חופשיים.
מחקרים קודמים חשפו מספר עננים של מימן אטומי ניטרלי שנמצאים בסמוך לשביל החלב אך אינם חלק מהדיסק שלו. אלה נקראו בתחילה עננים בעלי מהירות גבוהה (HVCs) כאשר הם התגלו לראשונה מכיוון שנראו שהם נעים במהירויות שקשה להתיישב עם הסיבוב הגלקטי.
מדענים לא היו בטוחים אם רכבי ה- HVC כללו אבני בניין של שביל החלב שנמלטו עד כה מהכיבוש, או אם הם התחקו אחר גז המואץ למהירויות בלתי צפויות על ידי תהליכים אנרגטיים (סופרנובות מרובות) בתוך שביל החלב. הגילוי של עננים דומים הקשורים לגלקסיית אנדרומדה מחזק את המקרה שלפחות חלק מאותם HVC הם אבן בנייה גלקטית.
אסטרונומים מסוגלים להשתמש בטלסקופים רדיו כדי לאתר את הקרינה האופיינית של 21 סנטימטר הנפלטת באופן טבעי על ידי מימן אטומי ניטרלי. הקושי הגדול בניתוח אבני בניין גלקטיות בעלות מסה נמוכה היה שפליטת הרדיו הטבעית שלהן קלושה ביותר. אפילו אלה הקרובים אלינו, עננים המקיפים את הגלקסיה שלנו, קשה ללמוד בגלל אי וודאות מרחוק. "אנחנו יודעים שקרביות ה- HVC של שביל החלב נמצאות בקרבת מקום יחסית, אבל בדיוק עד כמה קשה לקבוע בצורה מטורפת," אמר תילקר.
ניסיונות בעבר למצוא לוויינים חסרים סביב גלקסיות חיצוניות במרחקים ידועים לא צלחו בגלל הצורך במכשיר רגיש מאוד המסוגל לייצר תמונות אמינות גבוהה, אפילו בסביבתו של מקור בהיר כמו גלקסיית אנדרומדה.
אפשר לשקול משימה זו בדומה להבחנה חזותית של נר המוצב בסמוך לאור הזרקורים. העיצוב הרומנטי של ה- GBT שהוזמן לאחרונה עמד באתגרים אלה בצורה מבריקה, והעניק לאסטרונומים את מבטם הראשון בשכונה העומס סביב אנדרומדה.
גלקסיית אנדרומדה הייתה מכוונת מכיוון שהיא הגלקסיה הספירלית המסיבית הקרובה ביותר. "במובן מסוים העשירים מתעשרים, אפילו בחלל," אמר תילקר. ככל שתהיה שווה, ניתן היה למצוא עננים קדומים יותר בסביבת גלקסיה ספירלית גדולה מאשר ליד גלקסיית גמדים קטנה, למשל. זה הופך את אנדרומדה למקום טוב להסתכל בו, במיוחד בהתחשב בקרבתו היחסית - רק 2.5 מיליון שנות אור מכדור הארץ. "
מה שהצליח ה- GBT להצמיד היה אוכלוסייה של 20 ענני מימן ניטרליים נפרדים, יחד עם מרכיב נימה מורחב, שלדעת האסטרונומים, שניהם קשורים לאנדרומדה. חפצים אלה, הנראים לכאורה תחת השפעת הכבידה של ההילה של אנדרומדה, נחשבים לעננים הגזים של הלוויינים ה"חסרים "(אולי נשלטים על ידי חומר אפל) ושרידי המיזוג שלהם. הם נמצאו בתוך 163,000 שנות אור מאנדרומדה.
מודלים קוסמולוגיים מועדפים חזו את קיומם של לוויינים אלה וגילוים יכול להסביר חלק מה"חומר האפל והקר "החסר ביקום. כמו כן, אישור לכך שאובייקטים בעלי מסה נמוכה נמצאים בכל מקום סביב גלקסיות גדולות יותר עשויים לסייע בפתרון התעלומה של הסיבה מדוע כוכבים צעירים מסוימים, המכונים כוכבי גמדי G, דומים כימית לכאלה שהתפתחו לפני מיליארדי שנים.
עם התיישנות הגלקסיות הם מפתחים ריכוזים גדולים יותר של יסודות כבדים הנוצרים כתוצאה מהתגובות הגרעיניות בליבות הכוכבים ובפיצוצים הקטקוממיים של סופרנובות. פיצוצים אלה מפטרים אלמנטים כבדים אל תוך הגלקסיה, שהופכים אז לכוכבי לכת ונטמלים בדור הכוכבים הבא.
עם זאת, ניתוח ספקטרלי ופוטומטרי של כוכבים צעירים בנתיב החלב וגלקסיות אחרות מראים שיש מספר מסוים של כוכבים צעירים שבאופן מפתיע נטועים אלמנטים כבדים, מה שגורם להם להידמות לכוכבים שהיו צריכים להיווצר בשלבים הראשונים של האבולוציה הגלקטית. .
"אחת הדרכים להסביר את האנומליה המוזרה הזו היא להיות מקור טרי של חומר גלקטי גלמי ממנו ניתן ליצור כוכבים חדשים," אמר מרפי. "מכיוון שעננים בעלי מהירות גבוהה עשויים להיות אבני הבניין השאריות של היווצרות הגלקסיה, הם מכילים ריכוזים כמעט נטועים של מימן, רובם נקיים מהמתכות הכבדות שמזריעות גלקסיות ישנות." מיזוגם לגלקסיות גדולות, אם כן, יכול להסביר כיצד ניתן להשיג חומר טרי ליצירת כוכבים גמדי G.
גלקסיית אנדרומדה, הידועה גם בשם M31, היא אחת מהגלקסיות הבודדות בלבד הנראות מכדור הארץ בעין ללא עזרה, והיא נתפסת ככתם קלוש בקבוצת הכוכבים אנדרומדה. כשמציגים אותו דרך טלסקופ צנוע, אנדרומדה מגלה כי יש לו שתי גלקסיות גמדיות לווייניות בולטות, המכונות M32 ו- M110. הגמדים הללו, יחד עם העננים שנחקרו על ידי תילקר ומשתפי הפעולה, נידונים בסופו של דבר להתמזג עם אנדרומדה. שביל החלב, M33, וגלקסיית אנדרומדה פלוס כ -40 מלווים גמדים, מהווים מה שמכונה "הקבוצה המקומית".
כיום אנדרומדה היא אולי הגלקסיה הנחקרת ביותר מלבד שביל החלב. למעשה, רבים מהדברים שאנחנו יודעים על טבע הגלקסיות כמו שביל החלב נלמדו על ידי לימוד אנדרומדה, שכן התכונות הכוללות של הגלקסיה שלנו מוסוות על ידי נקודת התצפית הפנימית שלנו. "במקרה זה אנדרומדה היא אנלוגית טובה לשביל החלב," אמר מרפי. "זה מבהיר את התמונה. מגורים בתוך שביל החלב זה כמו לנסות לקבוע איך נראה הבית שלך מבפנים, מבלי לצעוד בחוץ. עם זאת, אם אתה מסתכל על בתים של שכנים, אתה יכול לקבל תחושה לגבי מראה הבית שלך. "
ה- GBT הוא הטלסקופ הרדיו הגדול ביותר הניתן להפעלה מלאה בעולם.
מצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה הוא מתקן של קרן המדע הלאומית, המופעל בהסכם שיתופי של אוניברסיטאות מקוריות, בע"מ
המקור המקורי: מהדורת החדשות של NRAO
