„Prní spektrum galaxie NGC 4550 jsem pořídila v roce 1989 pomocí dvojkanálového spektrografu 5metrového palomarského dalekohledu… a hned od prvního pohledu na spektrum jsem měla nejasný pocit, že všechny absorpční čáry hvězdného spektra jsou dvojité. Po dalším studiu jsem si uvědomila, že jsem objevila galaxii, ve které hvězdy obíhají jedny ve směru hodinových ručiček, jiné proti nim... Náš předběžný model naznačuje, že krátce po zformování stelárního disku v NGC 4550 v jeho rovině se usadilo velké množství zvenčí zachyceného plynu...,“ uvedla v rozhovoru pro Physics Today v roce 2007 známá americká astronomka, dnes již 83letá Vera Rubinová. Díky analýze posuvu spektrálních čar způsobeného Dopplerovym efektem před 19 lety zjistila, že v asi 55 milionů světelných let vzdálené galaxii NGC 4550, objevené v roce 1784 Williamem Herschelem, obíhají v galaktické rovině dva systémy hvězd – jedny ve směru rotace celé galaxie, jiné v protisměru. Pro astrofyziku to byla záhada, kterou nelze fyzikálně, aniž bychom nevytvářeli velice exotické teorie, vysvětlit jinak, než že celá populace hvězd, případně velké množství protostelárního plynu byly galaxií NGC 4550 zachyceny z jiné galaxie, například při srážce nebo gravitační krádeží.
A zdá se, že něco podobného můžeme pozorovat hned „za rohem“ – ve dvou malých trpasličích galaxiích nepravidelného tvaru, které obíhají naši spirální Mléčnou dráhu – ve známých Magellanovych mračnech.
Velké Magellanovo mračno je vzdálené 160 tisíc světelných let a na jižní polokouli ho lidé mohou na noční obloze pozorovat i volným okem jako mlhavý, slabě svítící obláček na rozhraní mezi souhvězdími Mečouna (Dorado) a Tabulové hory (Mensa). Malé Magellanovo mračno ve vzdálenosti asi 200 tisíc světelných let od Země se promítá do souhvězdí Tukana. I přes 75 000 světelných let, tedy 7 x 1017 kilometrů, které obě trpasličí galaxie navzájem dělí, se gravitačně ovlivňují a jak to již ve vesmíru chodí, asi dvojnásobně větší Magellanovo mračno to malé gravitačně „vydírá“ a zdá se, že i okrádá.
K tomuto závěru dospělo pět amerických astronomů, kteří analyzovali spektra asi 5 900 hvězdných obrů a červených veleobrů ve Velkém Magellanově mračnu a odhalili populaci 376 hvězd (≥ 5 % všech zkoumaných), které se pohybují jaksi nepatřičně – část z nich sice obíhá v rovině galaktického disku, jako se na slušné hvězdy patří, jenže v opačném směru, než všechny ostatní. A další část netypických hvězd správný směr dodržuje, ale jejich dráhy mají zvláštní sklon až 54° (±2°) vůči hlavní galaktické rovině. Směr pohybu hvězd astronomové měřili pomocí Dopplerova efektu, který se ale projevuje jenom na radiální složce oběžné dráhy, tedy ve směru spojnice objekt – pozorovatel a nelze jím určit skutečnou rychlost hvězdy na eliptické kruhové dráze. Na to potřebujeme zjistit některé další dráhové parametry, což se ne vždy podaří. Nicméně s velkou jistotou určit směr oběhu jednotlivých hvězd na tak astronomicky relativně krátkou vzdálenost by neměl být problém.
Skupina netypických hvězd se navíc liší i chemickým složením. Vědci porovnali jejich metalicitu (poměrné zastoupení prvků těžších než vodík a helium) s asi tisícovkou standardních hmotných hvězd Velkého Magellanova mračna a zjistili zřetelně nižší obsahy železa a vápníku. Podobné, jaké mají hvězdy Malého Magellanova mračna. Závěr tedy zní - Velké Magellanovo mračno je větší i na úkor svého menšího souseda, kterého obralo o hvězdy. A samozřejmě o mnohem víc, než je odhalených 376. Mohlo by jít až okolo 5 % celkového počtu hvězd Velkého mračna.
Je to sice zajímavý, ale ne zcela nečekaný objev. Počítačové simulace naznačují, že někdy před asi 2,5 miliardou let se obě trpasličí galaxie těsně minuly a toto přiblížení přetvořilo jejich tvar do dnešní podoby prodloužených nepravidelných elips a zároveň mohlo být vhodnou příležitostí pro velkou hvězdnou loupež. Z gigantického plynného oblaku řídkého neutrálního vodíku, který Magellanova mračna obklopuje a který mezi nimi vytváří hustější oblast - takzvaný Magellanův most, se tahají na obrovskou vzdálenost dvě nepravidelná plynná ramena. Hlavní (Leading arm) směřuje od Velkého Magellanova mraku a od toho menšího se na opačnou stranu rozprostírá ještě mohutnější Magellanův proud (horní obr. vlevo), v němž byl naměřen velký gradient rychlostí od asi -400 po +400 km/s měřenou vzhledem k vlastnímu jádru galaxie. Celý pás od konce Magellanova proudu po konec Hlavního ramene vytváří 200stupňový oblouk přes téměř celou jižní oblohu. Vznik těchto ramen se snaží vysvětlit několik teorií. Může jít o projev působení slapových sil naší Mléčné dráhy, ke které jsou obě malé galaxie gravitačně vázány nebo o důsledek jejich dávného vzájemného přiblížení. Samozřejmě, že oba jevy se navzájem nevylučují. Teorie předpokládají, že plyn byl gravitačně vytrháván a proudí z galaxií ven.
Nemusí to ale platit obecně. Na obrázku vlevo jsou jako ramena E a B označeny dva výběžky z vodíkové obálky Velkého Magellanova mračna, které směřují po oblouku k Malému mračnu. Asi by vás po chvíli zamyšlení napadlo, že plyn zde proudí od menší galaxie k větší. Právě to si myslí i autoři studie, kteří tato dvě ramena spojují právě se zmíněnými dvěma objevenými skupinami hvězd se zvláštními oběhy, netypickými pro Velké mračno. Byly k němu gravitací strhávany od okraje menší galaxie i s okolním plynem a ramena E, B jsou důsledky této transakce. Masy neutrálního vodíku by tedy v nich měly proudit směrem k Velkému mračnu a ne z něho ven, jak se doposud myslelo.
Tato interpretace vysvětluje zvýšenou hustotu plynu na jihozápadním okraji Velkého Magellanova mračna, kde se nachází i známá emisní mlhovina Tarantule (30 Doradus), jejíž hlavní „ingrediencí“ je ionizovaný vodík. Je tou nejvýkonnější hvězdnou porodnicí, jakou v lokální skupině galaxií pozorujeme. A právě přísun obrovského množství plynu z Malého mračna a jeho kolize při velkých rychlostech s původním plynným oblakem většího souseda, vznik rázové vlny, ionizace a zhuštění plynu jsou pravděpodobným hnacím mechanismem, který ji zprovoznil. Ty nejhmotnější hvězdy jsou odsouzeny na krátký dynamický život. Astronomové registrují v mlhovině Tarantule pozůstatky po dávnější explozi zanikajícího hvězdného obra a v únoru 1987 zde zazářila slavná supernova SN 1987A.
Video: Velké Magellanovo mračno přes optiku Spitzerova vesmírného dalekohledu.
Diskuze:
