Nová mapa hvězd ukazuje, že se Malý Magellanův oblak rozpíná

Šipky na tomto obrázku ukazují vlastní pohyby milionů hvězd v Malém Magellanově oblaku, jedné ze satelitních galaxií Mléčné dráhy. Hvězdy se pohybují od středu trpasličí galaxie, což je jasným znamením, že se rozpíná. Viníkem je její hmotnější soused a satelitní galaxie, Velké Magellanovo mračno.

Naši galaktičtí sousedé se jen stěží snášejí. Podle nového výzkumného článku, který bude publikován v časopise Astronomy and Astrophysics, jsou interakce mezi Velkým a Malým Magellanovým oblakem vším, jen ne mírumilovné. Malý Magellanův oblak se rozpíná a je mimo rovnováhu kvůli interakcím s Velkým Magellanovým oblakem.

Magellanova mračna jsou dvě největší a nejznámější satelitní galaxie Mléčné dráhy. Ačkoliv výzkum ukazuje, že obě jsou formovány mnohem hmotnější Mléčnou dráhou – a nakonec s ní splynou – i tato dvojice nepravidelných trpasličích galaxií se účastní vlastních gravitačních kouzel. Astronomové vědí o plynném mostě spojujícím oba oblaky a o tom, jak v něm vznikají hvězdy. Tento výzkum však ukazuje, že jejich probíhající interakce jsou něčím víc.

Vědecký článek nese název „Průzkum VMC. LV. Koherentní expanze SMC“ a hlavní autorkou je Sreepriya Vijayasree, doktorandka na Leibnizově institutu pro astrofyziku v Potsdamu. VMC v názvu znamená VISTA Survey of the Magellanic Clouds.

VISTA je infračervený dalekohled v Chile. Je to největší dalekohled na světě věnovaný průzkumům v blízké infračervené oblasti (NIR). Ačkoliv zemská atmosféra blokuje většinu infračerveného světla, existuje několik oken na specifických vlnových délkách NIR a VISTA je využívá. VMC je jedním ze šesti velkých průzkumných projektů dalekohledu VISTA.

VMC studuje několik aspektů Magellanových oblaků, včetně vlastních pohybů hvězd. V průběhu let opakovaně navštěvuje stejná pole v mračnech, což mu umožňuje sledovat miliony jednotlivých hvězd, jak se pohybují po obloze. To vede k lepšímu celkovému pochopení kinematiky Magellanových oblaků v čase.

„Zkoumáme dvourozměrnou hvězdnou kinematiku SMC, abychom pochopili dynamické účinky těchto interakcí, a to využitím prodloužené časové základny 6–11 let z dat VISTA Survey of the Magellanic Clouds (VMC) verze 7,“ píší autoři. „Vlastní pohyby odvozujeme s trojnásobným zlepšením přesnosti ve srovnání s předchozími studiemi založenými na datech VMC.“

„Průzkum VMC byl navržen tak, aby zmapoval Magellanova oblaka nebývale detailně v infračerveném světle, což astronomům umožňuje nahlédnout skrz prach a studovat hvězdné populace v širokém rozmezí věku,“ řekla prof. Maria-Rosa Cioni, hlavní badatelka VISTA. „Nejnovější zveřejněná data VMC prodlužují časový rámec pozorování až na 11 let, což umožňuje mnohem přesnější měření hvězdných pohybů než dřívější studie.“

Magellanovo mračno má celkový pohyb, který astronomové označují jako objemový systémový pohyb. Takto se pohybuje jako koherentní, gravitačně vázaná jednotka. Jednotlivé hvězdy však mají také své vlastní pohyby. Nalezení těchto zbytkových vlastních pohybů vyžadovalo odstranění objemového systémového pohybu SMC z pozorování VISTA.

„Nejprve jsme sestrojili mapu reziduální rychlosti odečtením systémového pohybu SMC od pozorovaných vlastních pohybů,“ vysvětlují vědci ve svém článku. „Poté jsme z tohoto reziduálního pole vytvořili a odebrali lineární gradient rychlosti, čímž jsme získali mapu reziduí s korigovaným gradientem, která zdůrazňuje kinematické podstruktury malého rozsahu.“

Práce ukazuje, že se SMC rozpíná v důsledku vlivu svého většího souseda. „Poprvé napříč všemi hvězdnými populacemi mapa zbytkového vlastního pohybu odhaluje expanzi podél jihovýchodního a severozápadního směru, což je v souladu se slapovými silami vyvolanými LMC, detekovatelnými i v centrálních oblastech,“ vysvětlují vědci.

Galaxie obvykle rotují koherentním způsobem a ačkoliv je rotace Malého Magellanova oblaku pozorována jako neobvyklá, ovlivněná některými náhodnými pohyby a prouděním hvězd, astronomové si mysleli, že se stále chová jako rotující disk. Tento výzkum však ukazuje opak.

„Výsledky odhalují rozsáhlou slapovou expanzi v celé galaxii Malý Magellanův oblak a zpochybňují dlouhodobé předpoklady, že se chová jako rotující disk,“ uvedla v tiskové zprávě hlavní autorka Vijayasree. „Studie ukazuje, že vnitřní pohyby hvězd v Malém Magellanově oblaku nejsou ovládány uspořádanou rotací, ale gravitačními poruchami způsobenými opakovanými setkáními s LMC po miliardy let.“

„Když jsem poprvé viděl výsledky, byl jsem opravdu ohromen kvalitou naměřených hvězdných pohybů,“ řekl spoluautor studie Florian Niederhofer z AIP. „Kombinací pozorování, která byla pořízena v časovém horizontu více než deseti let, jsme byli schopni zmapovat vnitřní kinematiku Malého Magellanova oblaku s úrovní detailů, která je vynikající pro pozorování ze Země.“

Hvězdy v Malém Magellanově oblaku se pohybují směrem ven rychlostí asi 17 km za sekundu. To je z astronomického hlediska skromná rychlost, ale v Malém Magellanově oblaku je to významné. Vzhledem k tomu, že Malé Magellanovo oblaku je trpasličí galaxie, není ve srovnání s jinými hvězdnými ostrovy příliš hmotná. V důsledku toho by její úniková rychlost mohla být až 60 km za sekundu. Hvězdy z Malého Magellanova oblaku přímo neunikají, ale během miliard let by mohly nakonec galaxii uniknout nebo ji deformovat.

Výsledky ukazují, že SMC je složitá struktura, která se potýká s gravitačním vlivem svých větších sousedů. Chybí jí koherentní rotační pohyb a dokonce i hvězdy v jejích vnitřních oblastech se pohybují směrem ven. Výsledky také ukazují, že různé populace hvězd se pohybují odlišně. Starší rudí obři v SMC se pohybují na sever, což naznačuje, že vznikli z mnohem starší interakce.

„Dynamika SMC je velmi složitá, jak potvrzuje řada studií, včetně této práce,“ píší vědci. „Nedávné analýzy zdůraznily, že jednoduché modely rotujících disků nejsou dostatečné k zachycení pozorované kinematiky, což je závěr, který jasně podporují i naše výsledky, které odhalují silné známky nerovnováhy i ve vnitřních oblastech.“

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/a-new-map-of-stars-shows-that-the-small-magellanic-cloud-is-expanding

autor: František Martinek