Astronomové objevili vzácný relikt z počátků vývoje Galaxie

ESO 030/16 tisková zpráva

Mezinárodnímu týmu astronomů se s pomocí dalekohledu ESO/VLT a dalších teleskopů podařilo objevit vzácný historický artefakt – skupinu různě starých hvězd z rané fáze vývoje Galaxie. Systém připomíná svým vzhledem kulovou hvězdokupu, ale od všech ostatních objektů tohoto typu se liší. Tento objekt obsahuje hvězdy podobající se nejstarším stálicím Galaxie a mohl by tak představovat chybějící článek v našem chápání její historie i současnosti.

Hvězdokupa Terzan 5 leží asi 19 tisíc světelných let od Slunce směrem ke středu Galaxie a na obloze se nachází v souhvězdí Střelce (Sagittarius). Od svého objevu byla po více než 40 let považována za kulovou hvězdokupu (globular cluster). Nyní se však mezinárodnímu týmu astronomů pod italským vedením podařilo odhalit, že Terzan 5 se od všech známých kulových hvězdokup odlišuje.

Členové týmu využili jednak data získaná pomocí přístroje MAD (Multi-conjugate Adaptive Optics Demonstrator) [1], který je instalován na dalekohledu VLT (Very Large Telescope), a také pozorování pořízená řadou dalších pozemních i kosmických teleskopů [2]. Nalezli spolehlivé důkazy, že hvězdokupa Terzan 5 obsahuje dvě rozdílné skupiny hvězd lišící se nejen chemickým složením, ale také stářím – je mezi nimi věkový rozdíl asi 7 miliard let [3].

Takto rozdílné stáří dvou populací hvězd naznačuje, že proces formování nových stálic ve hvězdokupě Terzan 5 neprobíhal průběžně, ale naopak mu dominovaly dvě časově oddělené epizody explozivní hvězdotvorby. „To vyžaduje, aby předchůdce hvězdokupy Terzan 5 obsahoval značné množství plynu pro tvorbu druhé generace hvězd. Musel být také poměrně hmotný, přinejmenším na úrovni 100 milionů hmotností Slunce,“ vysvětluje spoluautor práce Davide Massari (INAF, Itálie a University of Groningen, Nizozemí).

Neobvyklé vlastnosti hvězdokupy Terzan 5 z ní dělají ideálního kandidáta na živoucí fosilii z raných fází vývoje Galaxie. Současné teorie formování Galaxie předpokládají, že vzájemná interakce prvních mohutných shluků plynu a hvězd, které se přitom spojily a zanikly, dala vzniknout primordiální galaktické výduti (na hvězdy bohatá centrální oblast  Galaxie).

„Domníváme se, že některé pozůstatky těchto na plyn bohatých shluků by mohly relativně nedotčené přetrvat a ukryté v nitru Galaxie existovat až dodnes,“ vysvětluje vedoucí autor práce Francesco Ferraro (University of Bologna, Itálie). „Takové galaktické fosilie astronomům umožňují zrekonstruovat důležitý úsek historie naši Galaxie.“

Vlastnosti Terzan 5 jsou sice neobvyklé ve srovnání s kulovými hvězdokupami, ale připomínají hvězdnou populaci, kterou nacházíme v galaktické výduti (galactic bulge). Tato podobnost by nasvědčovala tomu, že Terzan 5 je ve skutečnosti reliktem galaktického vývoje, který představuje jeden z nejranějších stavebních bloků Galaxie.

Tuto domněnku potvrzuje i odhadovaná původní hmotnost hvězdokupy Terzan 5, potřebná k vytvoření dvou hvězdných populací. Je totiž v souladu s očekávanou hmotností mohutných shluků, o kterých se předpokládá, že v průběhu utváření Galaxie asi před 12 miliardami lety daly vzniknout galaktické výduti. Hvězdokupě Terzan 5 se však nějakým způsobem podařilo přežít miliardy let a zůstala zachována jako pozůstatek vzdálené minulosti Galaxie.

„Terzan 5 některými vlastnostmi  připomíná dokonce obří shluky, které pozorujeme u vzdálených galaxií s probíhajícím formováním hvězd, což naznačuje, že podobné vývojové procesy probíhaly v období formování galaxií jak v lokálním, tak  ve vzdáleném vesmíru,“ doplňuje Francesco Ferraro.

Objev tak nabízí možnost lépe pochopit utváření Galaxie. „Terzan 5 by mohla představovat spojení mezi blízkým a vzdáleným vesmírem. Mohla by být živoucím svědkem procesů vzniku výduti naší Galaxie,“ vysvětluje Francesco Ferraro ve svém komentáři k důležitosti objevu. Výzkum pro astronomy představuje možnou cestu k odhalení tajemství vzniku Galaxie a nabízí dosud nevídaný pohled na komplikovanou historii jejího vývoje.

Zdroj

Poznámky

[1] Přístroj MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) je prototypem systému multi-konjugované adaptivní optiky, jehož cílem je demonstrovat proveditelnost různých rekonstrukčních technik pro MCAO v rámci koncepce teleskopu E-ELT a druhé generace přístrojů pro dalekohled VLT. 

[2] Vědci rovněž využili data získaná pomocí kamery WFC3 (Wide Field Camera 3), která je instalována na kosmickém teleskopu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope), a NIRC2 (Near-Infrared Camera, druhé generace) na dalekohledu Keck (W. M. Keck Observatory).

[3] Dvě detekované populace hvězd mají stáří 12 miliard let a 4,5 miliardy let.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “The age of the young bulge-like population in the stellar system Terzan 5: linking the Galactic bulge to the high-z Universe” autorů F. R. Ferraro a kol., který byl publikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal.

Složení týmu: F. R. Ferraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Itálie, D. Massari (INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Itálie & Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nizozemí), E. Dalessandro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Itálie; INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Itálie), B. Lanzoni (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Itálie), L. Origlia (INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna, Itálie; Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nizozemí), R. M. Rich (Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, USA) a A. Mucciarelli (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Itálie).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek
• tisková zpráva HST
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV , Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Francesco Ferraro; Università degli Studi di Bologna; Bologna, Italy; Tel.: +39 051 20 9 5774; Email: francesco.ferraro3@unibo.it

Davide Massari; INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna; Bologna, Italy; Tel.: +51 2095318; Email: davide.massari@oabo.inaf.it

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org