Odkryli coś, czego nikt się nie spodziewał. Fascynujące galaktyki w gromadzie w Hydrze

Astronomowie dokonali nieoczekiwanego odkrycia na temat ultrarozproszonych galaktyk (UDG), które należą do najsłabiej świecących i najmniejszych galaktyk we wszechświecie. Badania wykazały, że około połowa badanych przedstawicielek tego typu charakteryzuje się zaskakującymi ruchami gwiazd, które podważają istniejące teorie dotyczące ich powstawania i ewolucji.
The image shows a pair of overlapping spiral galaxies, NGC 3314a and b, in the top left, caught in a majestic cosmic dance — captured by ESO’s VLT Survey Telescope (VST). But don’t let the perspective fool you! They are, in fact, not interacting at all. The two galaxies, located between 117 and 140 million light-years away in the constellation of Hydra, are actually physically unrelated and only appear to overlap when viewed from Earth. This unique alignment gives astronomers the opportunity to measure many properties of the galaxies, such as how dust absorbs starlight, and hence gain insight into their composition and evolution. There is another hidden secret in this picture if you look closely at the lower right region: beyond this stunning cosmic dance you will find a faint yellowish smudge, the signature of an ultra-diffuse galaxy (UDG). UDGs are objects as large as the Milky Way but with 100 – 1000 times fewer stars. These galaxies are extremely faint and lack star-forming gas, which makes them appear almost like a smudge in the night sky. This UDG, named UDG 32, is one of the faintest and most spread out galaxies in the Hydra I cluster. This image was taken as part of a much larger project, the VST Early-type Galaxy Survey (VEGAS), whose goal is to investigate very faint structures in galaxy clusters — large groups of galaxies held together by gravity. The study, led by Enrichetta Iodice from the Istituto Nazionale di Astrofisica in Italy, suggests that UDG 32 may have formed out of the filaments stemming from NGC 3314a, but more observations are needed to confirm this.

The image shows a pair of overlapping spiral galaxies, NGC 3314a and b, in the top left, caught in a majestic cosmic dance — captured by ESO’s VLT Survey Telescope (VST). But don’t let the perspective fool you! They are, in fact, not interacting at all. The two galaxies, located between 117 and 140 million light-years away in the constellation of Hydra, are actually physically unrelated and only appear to overlap when viewed from Earth. This unique alignment gives astronomers the opportunity to measure many properties of the galaxies, such as how dust absorbs starlight, and hence gain insight into their composition and evolution. There is another hidden secret in this picture if you look closely at the lower right region: beyond this stunning cosmic dance you will find a faint yellowish smudge, the signature of an ultra-diffuse galaxy (UDG). UDGs are objects as large as the Milky Way but with 100 – 1000 times fewer stars. These galaxies are extremely faint and lack star-forming gas, which makes them appear almost like a smudge in the night sky. This UDG, named UDG 32, is one of the faintest and most spread out galaxies in the Hydra I cluster. This image was taken as part of a much larger project, the VST Early-type Galaxy Survey (VEGAS), whose goal is to investigate very faint structures in galaxy clusters — large groups of galaxies held together by gravity. The study, led by Enrichetta Iodice from the Istituto Nazionale di Astrofisica in Italy, suggests that UDG 32 may have formed out of the filaments stemming from NGC 3314a, but more observations are needed to confirm this.

Do takich zaskakujących wniosków doszli naukowcy, którzy przeanalizowali 30 galaktyk UDG należących do Gromady w Hydrze, znajdującej się ponad 160 milionów lat świetlnych od Ziemi. Wyniki te mogą znacząco zmienić nasze zrozumienie tego, w jaki sposób galaktyki UDG ewoluują w czasie.

Warto tutaj podkreślić, że mówimy o galaktykach, które są naprawdę trudne do dostrzeżenia i badania. Tym bardziej zatem ogromnym osiągnięciem jest nie tylko spojrzenie na same galaktyki w odległości 160 milionów lat świetlnych od Ziemi, ale wykonanie skutecznego pomiaru ruchu gwiazd je tworzących.

Czytaj także: Skrajnie rozproszone galaktyki są niewidoczne dla teleskopów. Ale one wciąż tu są

Aby przeprowadzić badanie, zespół wykorzystał program „Looking into the weakest With MUSE” (LEWIS), który wykorzystuje spektrograf MUSE zainstalowany na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile, czyli na obecnie najnowocześniejszym na świecie obserwatorium obserwującym wszechświat w zakresie promieniowania widzialnego.

Od momentu odkrycia w 2015 r. galaktyki ultrarozproszone stanowiły zagadkę dla astronomów ze względu na swój osobliwy wygląd. Program LEWIS pozwolił badaczom zbadać różnice między różnymi UDG. Po raz pierwszy naukowcy mieli okazję przyjrzeć się ich właściwościom fizycznym, składowi chemicznemu ich gwiazd i ilości ciemnej materii między gwiazdami.

Astronomowie w ramach swojego projektu badawczego szczególnie uważnie przyjrzeli się galaktyce skatalogowanej pod numerem UDG32. Jest to obiekt, który można znaleźć na końcu włókna gazowego połączonego z galaktyką spiralną NGC 3314A. Przeważająca teoria sugeruje, że UDG mogą powstawać, gdy interakcje grawitacyjne prowadzą do wyrzucenia całych pasm gazu z większych galaktyk. Jeśli w takich pasmach, czy włóknach gazowych utrzymają się odpowiednie obłoki gazu, mogą one być wystarczająco gęste, aby z czasem zapaść się grawitacyjnie i sprowokować tworzenie się nowych gwiazd, które mogą być zalążkiem nowych galaktyk typu UDG.

Źródło: ESO/INAF- E. Iodice

Obserwacje potwierdziły, że położenie UDG32 w pobliżu końca włókna wychodzącego z galaktyki NGC 3314A nie jest zwykłym zbiegiem okoliczności. Zamiast tego dowody sugerują bezpośredni związek między nimi. Co ciekawe, UDG32 zawiera większą proporcję pierwiastków cięższych od wodoru i helu, niż inne galaktyki UDG w Gromadzie w Hydrze. Te cięższe pierwiastki powstają w gwiazdach, a następnie rozsiewane są po ośrodku międzygwiezdnym w eksplozjach supernowych, przyczyniając się do wzbogacenia materii, z której będą powstawały kolejne generacje gwiazd.

Czytaj także: Galaktyki są znacznie większe, niż nam się wydawało. Ogromne ich części są po prostu bardzo ciemne

To odkrycie jest znaczące, ponieważ gwiazdy w UDG32 są młodsze niż gwiazdy w innych UDG w Gromadzie w Hydrze, a jednocześnie są bogatsze w metale. Można zatem założyć, że galaktyka UDG32 powstała z gazu i pyłu już wzbogaconego przez większą, starszą galaktykę. To z kolei potwierdza, że cała galaktyka powstała z materii wyciągniętej z wnętrza sąsiadującej galaktyki spiralnej.

Projekt LEWIS podwoił liczbę znanych galaktyk typu UDG zbadanych spektroskopowo. Dzięki niemu naukowcy po raz pierwszy spojrzeli na ten typ galaktyk w sposób kompleksowy. Analiza kilkudziesięciu galaktyk ultrarozproszonych w jednej gromadzie galaktyk pozwoliła astronomom przyjrzeć się ruchowi gwiazd je tworzących i zawartości ciemnej energii w każdej z nich. W ten sposób krok po kroku tajemnicza kategoria obiektów kosmicznych odkrywa przed nami swoje sekrety.

Radek KosarzyckiR
Napisane przez

Radek Kosarzycki

Redaktor naczelny Focus.pl. Od 2015 r. codziennie pisze o astronomii, astrofizyce i eksploracji przestrzeni kosmicznej.