Pred štiridesetimi leti je skupina znanstvenikov v okolici Lokalne skupine galaksij po naključju odkrila ogromen obroč plina. Skrivnostna tvorba je vsa ta leta ostala nepojasnjena. Pred kratkim objavljena študija pa je rešila uganko: obroč je nastal pri trku dveh galaksij.

 

 

Piše: Jure Japelj

 

Leta 1983 je skupina astronomov opazovala oddaljeno galaksijo z radijskim teleskopom Arecibo. Opazovanje je potekalo brez večjih pretresov, dokler se niso odločili posneti še ene slike, ki bi služila za umeritev pridobljenih podatkov. Teleskop so usmerili v temen, na videz prazen del neba v smeri ozvezdja Lev. Na njihovo presenečenje so odkrili velikanski obroč vodikovega plina.

Obroč se nahaja med skupino galaksij Lev I (tudi M96). Skupina sestoji iz več kot deset galaksij oddaljenih štirideset milijonov svetlobnih let. Galaksije in obroč so del nadjate Devica, to je skupine jat galaksij, kateri pripada tudi Lokalna skupina vključno z našo Galaksijo. Premer obroča, ki ga najdemo tudi pod imenom Obroč v Levu, znaša okoli 650 tisoč svetlobnih let, kar je približno šestkrat več od premera Galaksije. V obroču je dovolj plina za sestavo manjše galaksije.

 

Modri obris označuje Obroč v Levu, detektiran s teleskopom Arecibo. Vijolična barva prikazuje področje z večjo količino plina, posneto z radijskim teleskopom VLA. Na sliki v ozadju, posneti v vidni svetlobi, vidimo več galaksij skupine Lev I. Najnovejši opazovanji z instrumentom MUSE sta prikazani z belimi kvadratki. Vir: ESO/E. Corbelli, Sloan Digital Sky Survey, Arecibo/VLA/Schneider

 

Kako bi lahko tak gromozanski obroč nastal? Ogromni oblaki plina v mladem vesolju so se pod lastno težo skrčili, ustvarili prve zvezde in sčasoma galaksije. Galaksije so med seboj trkale, se zlivale in rasle. A ves plin ne postane del galaksij. Neporabljen plin se kot tančica vije med galaksijami in povezuje našo Galaksijo s tistimi najbolj oddaljenimi. Plin v obroču je veliko gostejši kot običajen medgalaktičen plin. Mogoče gre za prvobiten plin, ki je bil tik pred zdajci, da postane galaksija, a mu je nazadnje spodletelo.

Alternativa hipoteza nastanka obroča pravi, da je bil plin nekoč del neke galaksije. Trk ali bližnje srečanje dveh galaksij je plin postrgalo z galaksije in ga v obliki obroča odvrglo v medgalaktični prostor. Pred dobrim desetletjem je teoretična skupina znanstvenikov v simulaciji trčila dve galaksiji in pokazala, da v takšnem trku ob pravilnih okoliščinah lahko nastane ravno tak obroč plina, kakršnega vidimo v Levu. Njihova demonstracija je prepričljiva, a ni zadosten dokaz. Kako bi lahko ugotovili, katera teorija je pravilna?

Simulacija trka dveh galaksij v skupini Lev I. Modra barva označuje plin. Levi mozaik slik prikazuje simulacijo v šestih različnih časih. Razporeditev plina po trku je presenetljivo podobna obliki Obroča v Levu. Vir: Michel-Dansac et al. 2010

 

Rešitev se skriva v sestavi plina. Neokrnjen, prvobiten plin sestavljajo lahki elementi, kot so vodik, helij in litij. Jedra teh elementov so nastala v prvih nekaj minutah po Velikem poku. Prvobiten plin sčasoma obogatijo zvezde. Te skozi svoje življenje v vročem jedru proizvajajo težke elemente in jih nato prek zvezdnih vetrov širijo v medzvezdni prostor. Masivne zvezde težke elemente ustvarjajo tudi ob eksplozijah in zlitjih z drugimi zvezdami.

Če je obroč sestavljen iz prvobitnega plina, bi pričakovali, da je njegova sestava podobna plinu v mladem vesolju. V primeru, da v obroču najdemo znatno količino težjih elementov, je njegov izvor povezan z interakcijami med galaksijami.

Raziskovalci so se iskanja težkih elementov lotili z instrumentom MUSE na Zelo velikem teleskopu. MUSE je imeniten instrument, s katerim naenkrat dobimo 3D informacijo o opazovanem objektu. Vidno polje instrumenta je razdeljeno na ogromno manjših enot, in signal iz vsake enote potuje skozi spektrograf. Ko spektre zložimo skupaj, dobimo sliko objekta v različnih valovnih dolžinah (poglejte spodnjo sliko za ilustracijo). Znanstveniki so z instrumentom opazovali tri področja Obroča v Levu, kjer je gostota plina relativno visoka.

 

Prikaz delovanja instrumenta MUSE. Z enim samim posnetkom pridobimo slike astronomskega objekta v širokem območju valovnih dolžin. Vir: ESO/MUSE consortium/R. Bacon/L. Calçada

 

Podatki so pokazali, da se na opazovanih območjih nahaja več samotnih masivnih zvezd. Zaradi visokoenergijske svetlobe, ki jo sevajo zvezde, atomi plina okoli zvezde sevajo svetlobo. Atomi različnih elementov sevajo pri točno določenih valovnih dolžinah. Raziskovalci so na ta način v plinu našli prisotnost težkih elementov. Ogromno težkih elementov!

Obroč torej vendarle ni sestavljen iz prvobitnega plina. Plin je bil pred davnimi časi del galaksij, v katerih so se rojevale zvezde in ga bogatile s težkimi elementi. Med trkom galaksij je igra gravitacije večjo količino plina odtrgala iz primeža galaksij in ga raztrosila v medgalaktični prostor v obliki obroča. Po štiridesetih letih je uganka končno rešena.

Markantni objekt ostaja zanimiv za raziskovalce. Ni jasno, zakaj se v oblaku rojeva tako malo zvezd. Po drugi strani pa so bili trki med galaksijami v zgodovini vesolja pogosti. Obroč v Levu je nam relativno blizu, zato si ga lahko zelo podrobno pogledamo in s tem dobimo globlji vpogled v razvoj galaksij.

 

Dodatno branje:

Članek, objavljen v reviji The Astrophysical Journal Letters

 



Dan in noč
Dan in noč
Zvezdna karta
Zvezdna karta
Observatorij Črni Vrh
Luna
Sonce - Mauna Loa
Sonce - Mauna Loa
Sonce - SOHO
Sonce - SOHO Lasco C2 EIT 284 Lasco C3 MDI
Sončne pege
Sončne pege
Severni in južni sij
aurora

Efemeride
13.06.2021 20:13 CEST
13.06.2021 18:13 UT
Sonce vzide 05:10 
zaide 20:54 
Luna vzide 07:24 
zaide 23:40 
Planeti (vir: Spika)
Angleški portal v vesolje
Amaterska slika dneva
Amaterska slika dneva
NASA - Slika dneva
ESO - Slika tedna
Hubble - Slika tedna
Kje je ISS?
Kje je ISS?
Osončje
Osončje
Zmaga.com
Zmaga.com
META znanost
META znanost