Objeveny nejvzdálenější hvězdy v halo Mléčné dráhy – více než milion světelných let daleko

Hledání proměnných hvězd typu RR Lyrae vedlo k odhalení některých z nejvzdálenějších hvězd v halo Mléčné dráhy, ve vzdálenosti milionu světelných let. Astronomové objevili 208 vzdálených proměnných hvězd známých jako hvězdy RR Lyrae ve hvězdném halu Mléčné dráhy. Nejvzdálenější z těchto hvězd jsou od Země vzdáleny více než milion světelných let, což je téměř polovina vzdálenosti k naší sousední galaxii M31 v souhvězdí Andromedy, která je vzdálená asi 2,5 milionu světelných let.

Charakteristické pulsace a jasnosti hvězd RR Lyrae z nich činí vynikající „standardní svíčky“ pro měření galaktických vzdáleností. Tato nová pozorování umožnila výzkumníkům vysledovat vnější hranice halo Mléčné dráhy.

„Tato studie nově definuje, co tvoří vnější hranice naší Galaxie,“ řekl Raja GuhaThakurta, profesor astronomie a astrofyziky na UC Santa Cruz. „Naše Galaxie a galaxie v souhvězdí Andromedy jsou obě tak velké, že mezi těmito dvěma galaxiemi není téměř žádný prostor.“

GuhaThakurta vysvětlil, že složka hvězdného halo v naší Galaxii je mnohem větší než disk, který má průměr asi 100 000 světelných let. Naše Sluneční soustava sídlí v jednom ze spirálních ramen disku. Uprostřed disku je centrální výduť, a to vše obklopuje halo, které obsahuje nejstarší hvězdy v Galaxii a rozprostírá se na stovky tisíc světelných let každým směrem.

„Studium halo je velmi obtížné, protože jeho vnější hranice jsou mimořádně daleko,“ řekl GuhaThakurta. „Hvězdy jsou zde rozmístěny velmi řídce ve srovnání s vysokými hvězdnými hustotami disku a centrální výdutě, ale halo je ovládáno temnou hmotou a ve skutečnosti obsahuje většinu hmoty Galaxie.“

Yuting Feng, doktorand spolupracující s GuhaThakurtou na UC Santa Cruz, vedl novou studii a prezentoval svá zjištění ve dvou přednáškách na setkání Americké astronomické společnosti (American Astronomical Society) v Seattlu 9. a 11. ledna 2023.

Podle Fenga předchozí modelové studie vedly k závěru, že hvězdné halo by se mělo rozprostírat do vzdálenosti asi 300 kiloparseků neboli 1 milionu světelných let od galaktického centra. (Astronomové měří galaktické vzdálenosti v kiloparsecích; jeden kiloparsek se rovná 3 260 světelným rokům.) 208 hvězd RR Lyrae detekovaných Fengem a jeho kolegy se pohybovalo ve vzdálenosti od asi 20 do 320 kiloparseků (tj. 65 000 až    1 050 000 světelných let). „Byli jsme schopni použít tyto proměnné hvězdy jako spolehlivé milníky k určení vzdáleností,“ řekl Feng. „Naše pozorování potvrzují teoretické odhady velikosti halo, takže to je důležitý výsledek.“

Zjištění jsou založena na datech z Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS), programu využívajícího kanadsko-francouzsko-havajský dalekohled (CFHT) ke studiu kupy galaxií daleko za Mléčnou dráhou. Průzkum nebyl navržen tak, aby detekoval hvězdy RR Lyrae, takže je výzkumníci museli „vydolovat“ z datového souboru. Kupa v Panně je velká kupa galaxií, která zahrnuje i obří eliptickou galaxii M87.

„Abychom získali hlubokou expozici hvězdného ostrova M87 a galaxií kolem ní, zachytil dalekohled také hvězdy v popředí ve stejném poli, takže data, která jsme použili, jsou jakýmsi vedlejším produktem tohoto průzkumu,“ vysvětlil Yuting Feng.

Podle GuhaThakurty vynikající kvalita dat z NGVS umožnila týmu získat nejspolehlivější a nejpřesnější charakteristiky hvězd RR Lyrae pro tyto vzdálenosti. RR Lyrae jsou staré hvězdy s velmi specifickými fyzikálními vlastnostmi, které způsobují jejich rozpínání a smršťování v pravidelně se opakujícím cyklu.

„Způsob, jakým se mění jejich jasnost, vypadá jako EKG – jsou jako srdeční tep galaxie – takže jas rychle stoupá a pomalu klesá a cyklus se dokonale opakuje tímto velmi charakteristickým způsobem,“ řekl GuhaThakurta. „Navíc, když změříte jejich průměrnou jasnost, je stejná od hvězdy ke hvězdě. Tato kombinace je fantastická pro studium struktury galaxie.“

Obloha je plná hvězd, některé jasnější než jiné, ale hvězda může vypadat jasně, protože je velmi zářivá nebo proto, že je velmi blízko, a může být těžké rozeznat rozdíl. Astronomové dokážou identifikovat hvězdu RR Lyrae z jejích charakteristických pulsací a poté pomocí pozorované jasnosti vypočítat, jak daleko je. Postupy však nejsou jednoduché. Vzdálenější objekty, jako jsou kvasary, se mohou maskovat jako hvězdy RR Lyrae.

„Jen astronomové vědí, jak problematické je získat spolehlivé sledovače těchto vzdáleností,“ řekl Yuting Feng. „Tento robustní vzorek vzdálených hvězd RR Lyrae poskytuje velmi výkonný nástroj pro studium halo a testování našich současných modelů velikosti a hmotnosti naší Galaxie.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/astronomers-find-the-most-distant-stars-in-milky-ways-halo-over-1000000-light-years-away/ a https://www.sci.news/astronomy/milky-ways-stellar-halo-11570.html

autor: František