Tajemnica narodzin Drogi Mlecznej

Fot. Obraz gromady kulistej M80 (NGC 6093)  wykonanej  Kosmicznym Teleskopem Hubble'a. M80 zawiera setki tysięcy gwiazd  i jest jedną z 147 gromad kulistych  związanych z naszą Galakyką.
Źródło: The Hubble Heritage Team/AURA/STScI/NASA

Ogromny obłok gazu, z którego uformowała się nasza Droga Mleczna, musiał wyewoluować z początkowo gładkiej struktury w zagęszczony  obiekt w niespełna kilkaset milionów lat. Scenariusz ten jest wynikiem badań grupy astronomów z Argelander Institute for Astronomy przy Uniwersytecie w Bonn (Niemcy) oraz Max Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn (Niemcy).

Przedmiotem badań grupy, której przewodniczył Pavel Kroupa z Argelander Institute for Astronomy, były gromady kuliste gwiazd. Te sferyczne zgrupowania setek tysięcy gwiazd znajdują się w tzw. galaktycznym halo, czyli w  zewnętrznych obaszarach Drogi Mlecznej, daleko poza dobrze znanymi ramionami spiralnymi, w jednym z których znajduje się nasze Słońce. Uważa się, że gromady kuliste powstawały w tym samym czasie co protogalaktyka, która ewoluowała następnie w znaną nam obecnie Drogę Mleczną. Gromady kuliste można zatem uważać za swego rodzaju kosmiczne skamieniałości, gdyż, jak się okazuje, niosą one informacje o najwcześniejszej historii Galaktyki.

Gwiazdy w gromadach powstawały z chłodnych obłoków molekularnych. Niewykorzystana część gazu była wyrzucana z gromad przez promieniowanie i wiatry nowopowstałych gwiazd. W wyniku odrzucenia pewnej masy gazu, gromady kuliste rozszerzały się, tracąc tym samym część gwiazd znajdujących się w ich zewnętrzych regionach. "Oznacza to, że obecny wygląd gromad jest bezpośrednim przejawem wydarzeń ze wczesnych etapów ich istnienia", objaśnia Michael Marks z Argelander Institute for Astronomy przy Uniwersytecie w Bonn. 

Powstająca Droga Mleczna także kształtowała gromady, a naukowcy z Bonn obliczyli w jaki sposób to się działo. Ich wyniki pokazują, że oddziaływania grawitacyjne, jakie protogalaktyka wywierała na gromady, nasilały się wraz ze wzrastającą metalicznością gwiazd w gromadach. Warto tutaj przypomnieć, że w astronomii metalami nazywamy pierwiastki cięższe od helu.

"Ilość żelaza w gwieździe jest wyznacznikiem jej wieku. Im młodsza gromada gwiazd, tym więcej metali ona zawiera", mówi Marks. Tymczasem wszystkie gromady kuliste mają podobny wiek i, żeby wyjaśnić różnice w siłach wywieranych na poszczególne gromady przez protogalaktykę, trzeba założyć,  że struktura Galaktyki szybko uległa zmianie. Gwałtowny przebieg tej fazy ewolucji Drogi Mlecznej może wytłumaczyć znaczący wzrost siły oddziaływań na gromady w tak krótkim czasie. Gromady kuliste powstawały z tej samej materii, co sama protogalaktyka, nieco młodsze z nich zostały wcześniej wzbogacone w metale przez szybko ewoluujące gwiazdy ze starszych gromad.

"W ten oto elegancki sposób możemy połączyć zarówno wyniki obserwacji, jak i przewidywania teoretyczne, oraz zrozumieć dlaczego powstałe nieco później, bogatsze w ciężkie pierwiastki gromady kuliste, doświadczyły silniejszych oddziaływań grawitacyjnych", mówi Kroupa. Powoli wyjaśnia się zatem zagadka dotyczącą najwcześniejszych chwil istnienia naszej Drogi Mlecznej.

25 czerwca 2010
ŹródłoAndrzej Gibiec

Liczba odsłon: 1088