Zvětšit obrázek

Ilustrace spirální struktury Galaxie a její příčky procházející jádrem, ze které vycházejí spirální ramena. Polohu Slunce znázorňuje šipka. (Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech))

Pohled do encyklopedie na heslo Galaxie říká, že se jedná o hvězdný systém 150 miliard hvězd, mezi něž patří i naše Slunce. Podle Hubbleovy klasifikace se jedná o spirální galaxii. Až donedávna nebylo jisté, zda má či nemá tzv. příčku. Většina hvězd je soustředěna do galaktického disku o průměru 100 tisíc světelných roků. Při pohledu od galaktického pólu rozeznáváme spirální ramena. Naše Sluneční soustava leží 30 tisíc světelných roků od centra galaxie a 25 světelných roků nad galaktickou rovinou. Pro své výjimečné postavení se naše galaxie často uvádí s „G“ a nebo se o ní hovoří také jako o Mléčné dráze.

Galaxie má příčku

Vědci z University of Wisconsin studovali centrální oblast naší galaxie za pomoci Spitzerova kosmické dalekohledu. Protože pohled směrem ke středu Galaxie je ve viditelném světle zastíněn hustými oblaky mezihvězdného prachu, využili astronomové schopností dalekohledu studovat vesmír v infračerveném oboru elektromagnetického spektra, v němž je Mléčná dráha průhlednější. Díky tomu byli schopni zdokumentovat na 30 miliónů hvězd, které leží v blízkosti galaktické roviny a sestavit detailní portrét vnitřních oblastí Galaxie. „Pozorovali jsme na vlnových délkách, na kterých je galaxie průhlednější,“ říká Robert Benjamin, hlavní autor nové studie, která je publikována v časopise Astrophysical Journal Letters.

Už dříve se někteří astronomové domnívali, že naše galaxie má příčku. Zatímco u běžných spirálních galaxií spirální ramena vycházejí přímo z galaktického jádra, u galaxií s příčkou začínají na koncích jakési příčky, která jádrem prochází. Výzkum Benjaminova týmu přinesl jasné důkazy o existenci této příčky. Její orientace a rozsah se výrazně liší od dřívějších představ. Příčka je dlouhá 27 tisíc světelných roků, což je o 7 tisíc více než se dosud předpokládalo. Vzhledem ke spojnici Slunce – jádro Galaxie je orientována pod úhlem 45 stupňů. Tvoří ji relativně staré, rudé hvězdy. „Doposud je toto nejlepší důkaz pro dlouhou příčku v naší galaxii,“ ujišťuje Robert Benjanim. A další člen týmu přirovnává obtížnost tohoto výzkumu k mapování hranice lesa z místa ležícího hluboko mezi stromy. „Je těžké učinit tak z nitra galaxie,“ říká Ed Churchwell.

Pohled do galaktického jádra

Zřejmě ještě složitějším úkolem je pohled přímo do centra Galaxie, kde by se podle všech předpokladů měla nacházet obří černá díra o hmotnosti několika miliónů hmotností našeho Slunce. Ta doslova „hltá“ okolní hmotu i záření. Černou díru obklopuje jeden z nejvýraznějších rádiových zdrojů na obloze, který nese označení Sagittarius A. Z oblasti o průměru menším než 10 AU (astronomických jednotek) vyvěrá intenzivní rádiové, rentgenové a gama záření. To je způsobeno extrémně urychlenými částicemi, které se pohybují v těsné blízkosti samotné centrální černé díry. Astronomové k jeho studiu využili systému deseti rádiových teleskopů rozložených na území o průměru 8000 km, který je znám pod označením Very Large Baseline Array (VLBA).

Zvětšit obrázek

Pohled do středu Galaxie pořízený v rentgenovém světle observatoří Chandra. (Kredit: NASA/CXC/MIT/F.K.Baganoff et al)

Zatímco americký tým z University of California v Berkeley byl schopný detekovat rádiové záření na vlnové délce 7 milimetrů, čínský tým, který vedl Zhi-Qiang Shen z Astronomické observatoře v Šanghaji, zaznamenal Sagittarius A dokonce na vlnové délce 3,5 milimetru. Kratší vlnová délka znamená menší zkreslení rádiových vln v mezihvězdném prostoru a více detailů. Číňané se dostali na vzdálenost pouhé astronomické jednotky od samotné černé díry. Konečným cílem snah je zachytit okraj horizontu událostí černé díry. Podle obecné teorie relativity by měli astronomové zaznamenat „stín“ černé díry vznikající když ta pohlcuje záření přicházející zpoza ní. Stín by měl být obklopen jasnějším prstencem záření, které kolem černé díry prolétá. Přestože astronomové z Berkeley plánují na příští rok pozorování na vlnové délce 1 milimetru, nedomnívá se Christopher Reynolds z University of Maryland, že se jim podaří stín detekovat. Podle jeho názoru je nutné využít submilimetrové vlnové délky. A to je otázka pěti až deseti let do budoucnosti.

Zvětšit obrázek

Galaxie má čtyři hlavní ramena. Vzdálenost toho v Perseu byla určena pomocí oblaku rodících se hvězd W3OH. (Kredit: Y. Xu et al/Science)

Rameno Persea je blíže

Zkoumat vlastní galaxii je složité a nemusí se jednat rovnou o pohledy přímo do jejího jádra. Potvrzuje to i další výzkum, jehož výsledky byly nyní zveřejněny v časopise Science. Mezinárodní tým, který vede Ye Xu z šanghajské observatoře, opět s využitím soustavy VLBA přesně změřil vzdálenost nejbližšího ze spirálních ramen Mléčné dráhy. Astronomové vědí, že naše galaxie má čtyři hlavní ramena, která se otáčejí kolem jejího jádra. A podobně jako ve výše zmíněných případech, podrobnější studium spirální struktury opět znesnadňuje pohled „zevnitř“. Astronomové mohou měřit pouze složku rychlosti, jakou se hvězdy pohybují od nebo ke Slunci. Srovnání takto určené rychlosti s teoretickými modely vedlo ke zjištění, že hvězdy tvořící rameno Persea leží ve vzdálenosti 13 tisíc světelných roků.

„VLBA může měřit vzdálenosti s nevídanou přesností – téměř stokrát lepší než bylo dosud dosaženo,“ upozorňuje další člen týmu Mark Reid z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Systém ovšem vyžaduje objekty, které jsou velmi jasné a kompaktní. Astronomové se proto zaměřili na oblast nových hvězd W3OH, přesněji na oblak metanolu tyto hvězdy obklopující, jež takové požadavky splňuje. K měření vzdálenosti využili jednoduchou metodu paralaxy, při které slouží průměr zemské dráhy jako základna rovnoramenného trojúhelníka. Vzdálenost pak odpovídá úhlové změně pozice objektu na obloze způsobené pohybem Země kolem Slunce. Zjištěná vzdálenost je méně než poloviční – 6400 světelných roků. Navíc se ukázalo, že hvězdy v této oblasti obíhají centrum Galaxie po drahách, které se o 10 % liší od drah kruhových. Zdá se, že rameno Persea rotuje pomaleji než ostatní hvězdy a pomalu „padá“ do galaktického středu.

Zdroje:
J. Kleczek – „Velká encyklopedie astronomie“, Academia
NewScientist - http://www.newscientist.com/home.ns
University of Wisconsin News - http://www.news.wisc.edu/