Zvezde so pritlikavci galaksije (8 fotografij). Pritlikava galaksija v ozvezdju Kipar - skromna soseda Rimske ceste

22.09.2019

Mednarodna skupina astronomov, vključno z Igorjem Karačencevom s Posebnega astrofizikalnega observatorija Ruske akademije znanosti, je proučevala pritlikavo galaksijo KDG215 in odkrila, da je večina zvezd v njej nastala med zadnja milijarda let, medtem ko se je v večini znanih galaksij vrhunec nastajanja zvezd zgodil pred več deset milijardami let. KDG215 je ena "najmlajših" galaksij v svoji sestavi, kar kaže na to, da procesi njenega razvoja niso nenavadni. Ustrezni članek je poslan v objavo v Astrophysical Journal Letters, medtem pa lahko besedilo dela najdete na strežniku za prednatis Univerze Cornell.

Podrobnosti o tem, kako galaksije hitro in v velikem številu začnejo oblikovati zvezde, ostajajo nejasne. Situacijo otežuje dejstvo, da so galaksije najintenzivneje "rojevale" nove zvezde pred 10 milijardami let, danes pa je ta proces veliko počasnejši. Še posebej težka situacija- za pritlikave galaksije, ki so oddaljene od zemeljskih opazovalcev in so pogosto precej zatemnjene.

Astronomi so preučevali pritlikavo galaksijo KDG215, oddaljeno 4,83 megaparseka (približno 15,7 milijona svetlobnih let). Po eni strani je razmeroma blizu in zato priročen za opazovanje, po drugi pa ima vrsto izjemno nenavadnih lastnosti, zaradi katerih so znanstveniki lahko upali na nenavadne rezultate pri njegovem preučevanju. KDG215 je izjemno šibka - je ena najšibkejših galaksij na tej razdalji in njena trenutna stopnja nastajanja novih zvezd je enaka nič.

Raziskovalci so poskušali izslediti razvoj nastajanja zvezd v tej galaksiji, tako da so se obrnili na arhiv slik iz vesoljskega teleskopa Hubble. Da bi to naredili, so analizirali emisijske spektre galaksije in ugotovili, kakšna je starost glavne populacije zvezd v njej. Izkazalo se je, da so njegove povprečne vrednosti izjemno nizke: po izračunih je pred približno milijardo let prišlo do močnega porasta nastajanja zvezd v galaksiji. Po najbolj konservativnih ocenah pred samo 1,25 milijarde let 30 odstotkov vseh zvezd v KDG215 še ni obstajalo, medtem ko je vsaj 90 odstotkov zvezd v preostalih znanih galaksijah v istem času že obstajalo. Še več, manj konzervativna ocena je, da pred 1,25 milijarde let 66 odstotkov vseh zvezd v galaksiji KDG215 ni obstajalo. Zaradi tega je izjemno mlada glede na povprečno starost njene zvezdne populacije: čeprav avtorji vlečejo vzporednice z nekaj drugimi pritlikavimi galaksijami, je vsaj polovica vseh zvezd tam nastala že pred 4-7 milijardami let in ne sploh v zadnji milijardi let, saj je to lahko primer v KDG215.

Raziskovalci so pogledali sosednje galaksije KDG215 v kocki velikosti šest megaparsekov (približno 20 milijonov svetlobnih let stran) in ugotovili, da bi lahko prešla zelo blizu galaksije Črno oko (M64) pred največ nekaj milijardami let.

To je precej nenavaden objekt, sestavljen iz dveh združenih galaksij, pri čemer se njen obod vrti v eno smer, plinsko-prašni disk v središču galaksije pa v drugo. Kot ugotavljajo raziskovalci, bi lahko trčenje s plinom iz M64 povzročilo močno povečanje gostote vodikovih oblakov v KDG215 in s tem izbruh nastajanja zvezd. Nadaljni študij Ta objekt lahko razjasni podrobnosti procesov množičnega nastajanja novih zvezd v galaksijah.

Messier 32 ali M32 je vrsta pritlikave galaksije eliptične oblike. Nahaja se v ozvezdju Andromeda. M32 ima navidezno magnitudo 8,1 s kotno velikostjo 8 x 6 kotnih minut. Galaksija je od našega planeta oddaljena 2,9 milijona svetlobnih let. Glede na Equinox 2000 so izpeljane naslednje koordinate: rektascenzija 0 ur 42,8 minute; deklinacija +40 ° 52′. Zahvaljujoč temu je galaksijo mogoče videti ves jesen.

Messier 32 se nanaša na dve eliptični galaksiji satelitov Andromede Magne, ki ju lahko vidite na priloženih slikah. Ob spodnjem robu objekta M31 je galaksija M32 najbližja galaksija, medtem ko je objekt M110 najbolj oddaljena galaksija ob zgornjem desnem robu. M31 je velika Andromedina galaksija, ki jo predstavlja svetel nebesni objekt, ki ga je mogoče opazovati s prostim očesom. Messier 31, Messier 32 in Messier 110 spadajo v lokalno skupino galaksij. Vključuje tudi galaksijo Trikotnik in Rimsko cesto.

Ponujene slike prikazujejo nestisnjene fotografije vseh treh objektov - M31, M32 in M110. Vse fotografije so bile posnete z astrografom Takahashi E-180. V bližini je 3-kratna povečava slike središča galaksije Messier 32.

Predmet je bil vključen v Messierjev katalog, vendar ga je leta 1749 odkril francoski znanstvenik Le Gentil. Na podlagi podatkov naprednih raziskovalcev iz leta 2010 je mogoče izračunati približne podatke za to galaksijo. Razdalja od Zemlje do Messierja 32 je 2,57 milijona svetlobnih let, približna masa se giblje med 300.000.000 sončnimi masami, njen premer pa doseže 6500 svetlobnih let.

Opažanja

M32 je majhna galaksija, vendar ima svetlo elipsasto obliko. Ko amaterji pogledajo Andromedino meglico, se jim bo ta poseben objekt zdel čuden. Tudi najbolj navaden teleskop bo razkril značilnosti razpršene narave galaksije. Nahaja se pol stopinje južno od središča galaksije M31. Če M32 pogledate s srednjekakovostnim teleskopom, lahko vidite jedro v obliki zvezde in kompakten ovalni halo, ki postopoma pada v svetlosti.

Bližnji predmeti iz kataloga Messier

Prvi sosed galaksije M32 je njen fizični satelit, meglica Andromeda. To je spiralna supervelikanska galaksija. Druga sosednja galaksija je eliptična M110, tretja pa M31, satelit, ki je na drugi strani Messierja 32.

Zahvaljujoč pritlikavi galaksiji lahko vidite kroglasto kopico G156. Pripada objektu M31. Najboljše orodje Za opazovanje bo uporabljen teleskop z odprtino 400 mm.

Opis Messierja 32 v katalogu

avgust 1764

Pod Andromedinim pasom je nekaj minut majhna meglica brez zvezd. V primerjavi s pasom ima ta majhna meglica slabšo svetlobo. 29. oktobra 1749 ga je odkril Le Gentil, leta 1757 pa ga je videl Messier.

Tehnične podrobnosti fotografije Messierja 32

    predmet: M32

    Druge oznake: NGC 221

    Vrsta predmeta: Pritlikava eliptična galaksija

    Položaj: Astronomski observatorij Bifrost

    Montaža: Astro-fizika 1200GTO

    Teleskop: Hiperbolični astrograf TakahashiEpsilon 180

    Kamera: Canon EOS 550D (Rebel T2i) (Baader UV/IR filter)

    Izpostavljenost: 8 x 300 s, f/2,8, ISO 800

    Originalna velikost fotografije: 3454 × 5179 slikovnih pik (17,9 MP); 11,5″ x 17,3″ pri 300 dpi

Pritlikave galaksije so morda zelo majhne, ​​vendar imajo fenomenalno moč, ki lahko rodi nove zvezde. Nova opazovanja vesoljskega teleskopa Hubble kažejo, da ima nastajanje zvezd v pritlikavih galaksijah večjo vlogo v zgodnjem vesolju, kot se trenutno verjame.

In medtem ko galaksije po vsem vesolju še vedno tvorijo nove zvezde, jih je večina nastala med dvema in šestimi milijardami let po velikem poku. Preučevanje tega zgodnja doba zgodovina vesolja je ključna, če želimo razumeti, kako so se pojavile prve zvezde in kako so rasle in se razvijale prve galaksije.

Ta slika prikazuje del neba, označen s pritlikavimi galaksijami, ki doživljajo izbruhe nastajanja zvezd. Slika je bila posneta v okviru programa GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) in prikazuje samo en okvir iz celotne raziskave. Vir: NASA, ESA, ekipa GOODS in M. Giavalisco (STScI/Univerza Massachusetts)

Nova raziskava Hubbla in njegove širokokotne kamere 3 (WFC3) je astronomom omogočila, da naredijo korak naprej pri razumevanju tega obdobja s preučevanjem različne vrste pritlikavih galaksij zgodnjega vesolja in zlasti med njimi izbrati samo tiste z očitnimi procesi aktivnega nastajanja zvezd. Takšne galaksije običajno imenujemo galaksije zvezdnih utrinkov. V takih objektih nove zvezde nastajajo veliko hitreje kot običajno v drugih galaksijah. Prejšnje študije so se osredotočale predvsem na galaksije srednje in velike mase in niso upoštevale ogromnega števila pritlikavih galaksij, ki so obstajale v tej aktivni dobi. Vendar tukaj niso toliko krivi znanstveniki, ki niso želeli raziskovati pritlikavih galaksij. To je najverjetneje posledica nezmožnosti videti teh majhnih predmetov, saj so zelo daleč od nas. Do nedavnega so astronomi lahko opazovali majhne galaksije na manjših razdaljah oz velike galaksije na dolge razdalje.

Vendar pa so astronomi zdaj z uporabo grizma lahko opazovali pritlikave galaksije z majhno maso v oddaljenem vesolju in upoštevali prispevek njihovih izbruhov nastajanja zvezd, pri čemer so informacije približali možnemu številu majhnih galaksij, ki so takrat obstajale. Grizma je objektivna prizma, kombinacija prizme in uklonske mreže, ki prepušča svetlobo brez premikanja spektra. Črka "G" v imenu izvira iz rešetke.

»Vedno smo domnevali, da bodo pritlikave galaksije z izbruhi zvezd pomembno vplivale na nastajanje novih zvezd v mladem vesolju, toda to je prvič, da smo lahko izmerili učinek, ki ga dejansko imajo. In očitno so odigrali pomembno, če ne ključno vlogo,« Hakim Atek s švicarske politehnične univerze.

»Te galaksije tvorijo zvezde tako hitro, da bi dejansko lahko podvojile svojo celotno zvezdno maso v samo 150 milijonih let. Za primerjavo, zvezdne mase navadnih galaksij se v povprečju podvojijo vsake 1-3 milijarde let,« dodaja soavtor Jean-Paul Kneib.

Slika galaksij v načinu grizma z uporabo kamere Wide Field Camera 3, ki je nameščena na Hubblu in deluje v tem načinu spektroskopije. Razširjene mavrične črte niso nič drugega kot galaksije, ujete v objektiv, vendar so v načinu grizma predstavljene kot mavrični spekter. Zahvaljujoč temu lahko znanstveniki ocenijo kemična sestava vesoljskih objektov.

Pritlikava galaksija- majhna, sestavljena iz več milijard (kar je zelo malo v primerjavi z na primer našo galaksijo, ki ima približno 200-400 milijard zvezd). Med pritlikave galaksije sodijo galaksije s sijem manj kot 10 9 L ☉ (približno 100-krat manjši sij), kar približno ustreza −16 m absolutno velikost. Veliki Magellanov oblak, ki vsebuje 30 milijard zvezd, je včasih razvrščen kot pritlikava galaksija, drugi pa ga imajo za pravo galaksijo, ki kroži okoli Rimske ceste.

Pritlikave galaksije se zelo razlikujejo po površinski svetlosti. Če imajo navadne galaksije povprečno površinsko svetlost približno enako svetlosti nočnega neba, potem se pritlikave galaksije med seboj razlikujejo po površinski svetlosti za več kot 10 m.

Odkritje pritlikavih galaksij

Poleg satelitskih galaksij M 32 in NGC 205 meglice Andromeda, ki zasedata mejni položaj med pritlikavimi in normalnimi galaksijami, je prve pritlikave galaksije odkril H. Shapley v poznih tridesetih letih 20. stoletja, ko je izvajal pregled neba v bližini Južni pol svetu za statistično preučevanje galaksij na observatoriju Univerza Harvard V Južna Afrika. Najprej je Shapley odkril prej neznano kopico zvezd v ozvezdju Kipar, ki vsebuje približno 10 tisoč zvezd 18-19,5 m. Podobno kopico so kmalu odkrili v ozvezdju Fornax. Po uporabi 2,5-metrskega teleskopa na observatoriju Mount Wilson za preučevanje teh kopic je bilo v njih mogoče najti kefeide in določiti razdalje. Izkazalo se je, da se obe neznani kopici nahajata zunaj naše galaksije, torej predstavljata nov tip galaksije z nizko površinsko svetlostjo.

Odkritja pritlikavih galaksij so postala razširjena, potem ko je bil v petdesetih letih prejšnjega stoletja opravljen Palomar Sky Survey s 120-centimetrsko Schmidtovo kamero na observatoriju Mount Palomar. Izkazalo se je, da so pritlikave galaksije najpogostejše galaksije v.

Lokalni palčki

V lokalni skupini je veliko pritlikavih galaksij: to so majhne galaksije, ki pogosto krožijo okoli velikih galaksij, kot so Rimska cesta, Andromeda in galaksija Trikotnik. Odkrili so 14 pritlikavih galaksij, ki krožijo okoli naše Galaksije. Možno je, da je kroglasta kopica Omega Kentavra jedro pritlikave galaksije, ujete v preteklosti.

Morfologija

Obstaja več glavnih vrst pritlikavih galaksij:

  • Pritlikava eliptična galaksija ( dE) - podoben
    • Pritlikava sferoidna galaksija ( dSph) - podvrsta dE značilna po posebej nizki površinski svetlosti
  • Pritlikava nepravilna galaksija ( rIr) - podobno, ima grudasto strukturo
  • Pritlikava modra kompaktna galaksija ( dBCG oz BCD) - ima znake aktivnega nastajanja zvezd
  • Ultrakompaktne pritlikave galaksije ( UCD) - razred zelo kompaktnih galaksij, ki vsebuje približno 10 8 zvezd z značilno prečno velikostjo približno 50 kosov. Verjetno so te galaksije gosti ostanki (jedra) pritlikavih eliptičnih galaksij, ki so letele skozi osrednje dele bogatih. Ultrakompaktne galaksije so bile odkrite v galaksijskih jatah Devica, Fornax, Coma Berenices, Abel 1689 in drugih.
  • Pritlikava spiralna galaksija je analogna, vendar je za razliko od običajnih galaksij izjemno redka

Hobitske galaksije

Nedavno skovan izraz hobitske galaksije je bil uporabljen za galaksije, ki so manjše in šibkejše od pritlikavih galaksij.

Problem pomanjkanja pritlikavih galaksij

Problem pomanjkanja pritlikave galaksije (znan tudi kot "problem manjkajoče satelitske galaksije"). Njegovo bistvo je, da število pritlikave galaksije(glede na število navadnih galaksij) za cel red manjše število, ki naj bi bila glede na modeliranje hierarhične porazdelitve struktur in splošne kozmologije.

Obstajata dve možne rešitve ta problem:

  1. pritlikave galaksije uničijo plimske sile večjih galaksij;
  2. pritlikave galaksije preprosto niso vidne, ker njihova temna snov ne more pritegniti dovolj barionske snovi, da bi bile vidne.

Drugo rešitev delno potrjuje nedavno (2007) odkritje osmih ultrašibkih pritlikavih galaksij (hobitskih galaksij) - satelitov Rimske ceste s strani observatorija Keck. Šest od njih je 99,9% temne snovi (razmerje med maso in svetlobo je približno 1000).

Podrobna študija takšnih galaksij in predvsem relativnih hitrosti posameznih zvezd v njih je astronomom omogočila domnevo, da je močna ultravijolično sevanje Nekoč je iz takšnih galaksij "izpuhtelo" večino velikih mladih zvezd (zato je tam malo zvezd), za seboj pa je ostala temna snov, zato ta zdaj prevladuje. Astronomi predlagajo iskanje nekaterih od teh temnih pritlikavih galaksij z izjemno prevladujočo temno snovjo s posrednimi opazovanji: s »prebujanjem« v medgalaktičnem plinu, tj. s privlačnostjo plinskih curkov v to »nevidno« galaksijo.



Študija znanstvenikov kaže, kako razširjena je pravzaprav ta vrsta zvezd v naši galaksiji in kako aktivno sodelujejo pri nastajanju novih zvezd.

To kažejo številke 2 -3 zvezde drugih razredov predstavljajo najmanj 1 rjavi pritlikavec.

Ta vrsta vesoljskih objektov jasno izstopa od ostalih.

So prevelike in vroče (in 15 -80 krat masivnejši od našega Jupitra), tako da jih lahko uvrstimo med planete, hkrati pa so premajhni, da bi bili polnopravne zvezde – nimajo dovolj mase, da bi ohranili stabilno fuzijo vodika v jedru.

Vendar se rjave pritlikavke sprva oblikujejo na enak način kot običajne zvezde, zato jih pogosto imenujemo neuspešne zvezde.

Več v 2013 leta so astronomi začeli sumiti, da so rjavi pritlikavci precej pogosti v naši galaksiji, in izračunali njihovo približno število v regiji 70 milijarde

Vendar pa so novi podatki predstavljeni na nacionalni astronomski konferenci M eeting, ki je pred kratkim potekal na angleški univerzi v Hullu, pravijo, da bi lahko obstajalo približno 100 milijarde

Glede na to, da lahko celotna Rimska cesta vsebuje po okvirnih ocenah do 400 milijarde zvezd, je število rjavih pritlikavk hkrati impresivno in razočaranje.

Da bi razjasnili rezultate, so astronomi izvedli študijo več kot tisoč rjavih pritlikavk, ki se nahajajo v polmeru največ 1500 svetlobna leta. Ker so zvezde tega razreda zelo temne, se zdi njihovo opazovanje na daljših razdaljah izredno težko, če ne nemogoče.

Večino rjavih pritlikavk, ki jih poznamo, so našli v regijah, kjer nastajajo nove zvezde, znanih kot kopice.

Eden od teh grozdov je objekt NG C133 , ki vsebuje skoraj toliko rjavih pritlikavk kot navadne zvezde.

Alexu Scholzu z univerze St Andrews in njegovi kolegici Koralki Muzic z univerze v Lizboni se je to zdelo precej čudno. Da bi podrobneje razumeli pogostost rjavih pritlikavk, rojenih znotraj zvezdnih kopic različnih gostot, so se raziskovalci odločili iskati bolj oddaljene pritlikavke v gostejši zvezdni kopici R C W 38 .

Da bi lahko videli oddaljeno gručo, ki se nahaja približno 5000 svetlobnih let daleč, so astronomi uporabili kamero NA C O s prilagodljivo optiko, nameščeno na zelo velikem teleskopu Evropskega južnega observatorija.

Tako kot v prejšnjih opazovanjih so tudi tokrat znanstveniki odkrili, da je število rjavih pritlikavk v tej kopici skoraj polovica skupno število zvezde, ki se nahajajo v njej, kar posledično nakazuje, da rodnost rjavih pritlikavk sploh ni odvisna od sestave zvezdnih kopic.

" ... Odkrili smo velika številka rjave pritlikavke v teh grozdih. Izkazalo se je, da ne glede na vrsto kopice ta razred zvezd najdemo precej pogosto. In ker rjave pritlikavke nastajajo skupaj z drugimi zvezdami v kopicah, lahko sklepamo, da jih je v naši galaksiji res veliko ...«

- komentira Scholz.

Lahko je številka v 100 milijarde Morda pa jih je še več.

Naj spomnimo, da so rjave pritlikavke zelo temni zvezdni objekti, zato njihovi še tako šibki predstavniki preprosto ne morejo pasti v vidno polje astronomov.

V času pisanja tega članka rezultati najnovejše raziskave Scholz je čakal na kritično oceno zunanjih znanstvenikov, vendar je prve komentarje o teh opazovanjih za Gizmodo prinesel astronom John Omira s kolegija Saint Miguel, ki ni bil vključen v delo, vendar verjame, da so številke, prikazane v njem, morda pravilne.

»...Pridejo do številke 100 milijarde, pri čemer je za to veliko predpostavk. Dejansko pa sklep o številu rjavih pritlikavk v zvezdni kopici temelji na tako imenovani začetni masni funkciji, ki opisuje porazdelitev mas zvezd v kopici. Ko poznate to funkcijo in poznate pogostost, s katero galaksija tvori zvezde, lahko izračunate število zvezd določene vrste. Če torej izpustimo nekaj predpostavk, potem številka v 100 milijarde se res zdijo resnične ...«

- je komentirala Omira.

In s primerjavo števila rjavih pritlikavk v dveh različnih kopicah – eni z gosto in eni z manj gosto porazdelitvijo zvezd – so raziskovalci pokazali, da okolje, v katerem se zvezde pojavljajo, ni vedno ključni dejavnik, ki uravnava pogostost pojavljanja tega vrsta zvezdnega objekta.

"Nastanek rjavih pritlikavk je univerzalen in sestavni del nastajanja zvezd na splošno.", pravi Omira.

Profesor Abel Mendez iz laboratorija Planetary Habitability Laboratory L laboratorij), drugi astronom, ki prav tako ni sodeloval pri obravnavani študiji, pravi, da številke v nova služba morda res smiselno, še posebej ob dejstvu, da je v naši galaksiji bistveno več kompaktnih zvezdnih objektov kot večjih.

»...Majhne rdeče pritlikavke so na primer veliko bolj pogoste kot vse druge vrste zvezd. Zato bi predlagal, da so nove številke bolj verjetno celo spodnja meja ...«

pravi Mendez.

Obstajajo seveda Zadnja stran takšna plodnost rjavih pritlikavk. Veliko število Propadle zvezde pomenijo tudi zmanjšanje bivalnega potenciala.

Mendez pravi, da rjavi pritlikavci niso dovolj stabilni, da bi podpirali okolje, imenovano bivalno območje. Poleg tega izraz sam po sebi ni všeč vsem astronomom "propadle zvezde".

“...Osebno rjavih pritlikavk raje ne imenujem “propadle zvezde”, saj si po mojem mnenju enostavno ne zaslužijo naziva zvezde...”

— komentira Jacqueline Faherty, astrofizik iz Ameriškega muzeja naravne zgodovine.

“... Raje bi jih imenoval “zaraščeni planeti” ali preprosto “superplaneti”, saj so z vidika svoje mase še vedno bližje tem astronomskim objektom kot zvezdam ...”

- pravi znanstvenik.