Modele astronomów rzucają światło na zjawisko mikrosoczewkowania

LMC, SMC
Wielki Obłok Magellana (LMC) leży około 160.000 lat świetlnych od nas, a Mały Obłok Magellana (SMC) znajduje się w odleglości około 200.000 lat świetlnych. Nowe symulacje pokazują, że LMC "ukradł" gwiazdy z SMC, gdy dwie galaktyki zderzyły 300 milionów lat temu. Obserwowany efekt mikrosoczewkowania grawitacyjnego spowodowany przez gwiazdy przechodzące do Wielkiego Obłoku Magellana z Małego Obłoku. Źródło: ESO/ Y. Beletsky
Jednej z najbliższych galaktyk Drogi Mlecznej prawie udało się uciec z łupem. Wyniki nowych symulacji komputerowych wskazują, że Wielki Obłok Magellana (LMC) kradnie gwiazdy z sąsiedniego Małego Obłoku Magellana (SMC). Kluczowe dowody pochodzą z badań, w których poszukiwano czegoś zupełnie innego - ciemnych obiektów na obrzeżach Drogi Mlecznej.

Astronomowie monitorowali LMC szukając potwierdzenia teorii ogromnych zwartych obiektów halo czyli MACHO (ang. Massive Compact Halo Objects). MACHO miały być obiektami o masach w przybliżeniu równym masom gwiazd, ale ich dokładny charakter był nieznany. Liczne obserwacje poszukujące MACHO prowadzone były w celu sprawdzenia, czy mogą one stanowić główny składnik ciemnej materii – niewidzialny składnik, trzymający galaktyki razem.


MACHO, jako składnik ciemnej materii, muszą oddziaływać na tyle słabo, aby niemożliwa była ich bezpośrednia detekcja. Właśnie dlatego, astronomowie poszukiwali takich obiektów w oparciu o zjawisko zwane mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Podczas tego zjawiska, pobliski obiekt przechodzi przed bardziej odległą od obserwatora gwiazdą i grawitacja bliższego obiektu zakrzywia światło gwiazdy jak soczewka wzmacniając je.


Obserwując Wielki Obłok Magellana astronomowie mieli nadzieję zobaczyć MACHO soczewkujące odległe gwiazdy w LMC. Liczba zaobserwowanych przez różne zespoły zjawisk mikrosoczewkowania była za mała by móc uznać te obiekty za główny składnik ciemnej materii, ale znacznie wyższa niż  spodziewano ze znanej populacji gwiazd w Drodze Mlecznej. Zagadką pozostaje pochodzenie zaobserwowanych zdarzeń  i wciąż nie wyklucza istnienie MACHO.


"Pierwotnie chcieliśmy zrozumieć ewolucję oddziałujących ze sobą Wielkiego i Małego Obłoku Magellana", wyjaśnia główny autor Gurtina Besla z Columbia University. "Zdziwiło nas, że dodatkowo możemy wykluczyć udział MACHOs". "Nie MACHOs, ale gwiazdy wypływające z SMC są odpowiedzialne za mikrosoczewkowanie grawitacyjne" twierdzi współautor Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Można powiedzieć, że odkryliśmy zbrodnię na galaktyczną skalę" dodaje.

Symulacje komputerowe wykazały, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem zaobserwowanego efektu mikrosoczewkowania jest niewidzialna populacja gwiazd wyrwana przez LMC ze swojego towarzysza, SMC. Gwiazdy w LMC soczewkuja te wyrwane z SMC gwiazy, które z naszego punktu obserwacji znajdują się za LMC.

Foreground stars in the LMC are gravitationally lensing the trail of removed stars located behind the LMC from our point of view.

Read more at: http://phys.org/news/2012-10-astronomers-microlensing-event.html#jCp
Foreground stars in the LMC are gravitationally lensing the trail of removed stars located behind the LMC from our point of view.

Read more at: http://phys.org/news/2012-10-astronomers-microlensing-event.html#jCp
Foreground stars in the LMC are gravitationally lensing the trail of removed stars located behind the LMC from our point of view.

Read more at: http://phys.org/news/2012-10-astronomers-microlensing-event.html#jCp

Tylko szybko poruszająca się populacja gwiazd mogłaby powodować efekt mikrosoczewkowania o takim tempie i czasie trwania zdarzeń jak tu zaobserwowano.Najlepszym sposobem, aby otrzymać takie gwiazdy jest galaktyczna kolizja, która wydaje się mieć miejsce w układzie Małego i Wielkiego Obłoku Magellana.

Dzięki symulacjom okazało się, że do gwałtownego zderzenia między LMC i SMC doszło setki milionów lat temu. Wtedy właśnie LMC wyrwał soczewkowane gwiazdy. Wyniki badań potwierdzają równiez ostatnie doniesienia, że oba Obloki Magellana zmierzaja po raz pierwszy do kolizji z naszą Galaktyką.

Chociaż dowody na istnienie tych soczewkujących grawitacyjnie gwiazd wyrwanych z SMC są bardzo przekonujące, nie ma jeszcze bezpośrednich obserwacji. Wiele zespołów badawczych szuka dowodów na istnienie tych gwiazd w gazowym pomoście łączącym oba Obłoki Magellana.

Wyniki symulacji zostaną opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Oryginalny artukuł:
arxiv.org/abs/1205.4724

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society


Podsumowując:

  • szukając obiektów MACHO w Drodze Mlecznje zaobserwowano więcej mikrosoczewkowań, niż można było się spodziewać
  • symulacje pokazują, że gwiazdy w LMC powodują wzmocnienie światła gwiazd wyrwanych z SMC. Gwiazdy te z naszego punktu widzenia znajdują się za LMC
  • brak bezpośrednich obserwacji tych "wyrwanych" gwiazd; poszukiwania trwają.



Tłumaczenie: Alicja Wierzcholska | Źródło: phys.org/news/

Liczba odsłon: 1695