Teleskopy ESO objevily v centru Galaxie stopy dávné překotné tvorby hvězd

ESO 020/19 tisková zpráva

Vědci pracující s dalekohledem ESO/VLT pozorovali s mimořádným rozlišením centrální část Mléčné dráhy a odhalili nové skutečnosti o historii zrodu hvězd v naší Galaxii. Díky těmto údajům se astronomům podařilo nalézt důkazy dramatické události v životě Galaxie – období neobyčejně intenzivní tvorby hvězd, jehož následkem byly stovky tisíc explozí supernov.

„Naše bezprecedentní přehlídka velké části centra Galaxie přinesla nový pohled na procesy formování hvězd v této oblasti Mléční dráhy,“ říká Rainer Schödel (Institute of Astrophysics of Andalusia, Granada, Španělsko), který vedl pozorování. „V rozporu s tím, co bylo až dosud akceptováno, jsme nalezli důkazy, že tvorba hvězd neprobíhala průběžně,“ dodává Francisco Nogueras-Lara, který (v době svého působení na Institute of Astrophysics of Andalusia) vedl dvojici výzkumných projektů zaměřených na centrální oblasti Galaxie.

Ve studii, která byla zveřejněna v prestižním vědeckém časopise Nature Astronomy, vědci prezentují závěry, které ukazují, že až 80 % hvězd v centrální oblasti Mléčné dráhy vzniklo v samotných počátcích vývoje Galaxie, v období před 8 až 13,5 miliardami let. Po tomto počátečním ‚boomu‘ následovalo asi 6 miliard let dlouhé období, během kterého se tvořilo naopak jen relativně malé množství hvězd. Poklidná fáze vývoje následně skončila asi před miliardou let, kdy proběhla další perioda intenzivního formování nových stálic, která trvala méně než 100 milionů let. Během ní vznikly ve středu Galaxie hvězdy s úhrnnou hmotností  až několik desítek milionů hmot Slunce.     

„Podmínky ve zkoumané oblasti v průběhu tohoto překotného formování hvězd musely připomínat takzvané ‘starburst’ galaxie, ve kterých se hvězdy tvoří průměrnou rychlostí až 100 hmotností Slunce za rok,“ upozorňuje Francisco Nogueras-Lara (nyní Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo). V celé Mléčné dráze se dnes rodí hvězdy rychlostí jen asi 1 až 2 hmotnosti Slunce za rok.

„Tato překotná aktivita musela následně vyvolat sérii explozí až stovek tisíc supernov a pravděpodobně se tedy jednalo o jedno z nejdynamičtějších období v celé historii vývoje Galaxie,“ doplňuje Francisco Nogueras-Lara. V období překotné tvorby hvězd totiž vzniká také značné množství velmi hmotných stálic. Ty mají ve srovnání s malými hvězdami výrazně kratší životní cyklus, mnohem rychleji přijde konec aktivní fáze jejich existence a explodují jako supernovy.  

Snímek pořízený přístrojem HAWK-I pracujícím ve spojení s dalekohledem ESO/VLT na Observatoři Paranal v Chile zachycuje centrální oblasti naší Galaxie – Mléčné dráhy – s rozlišením 0,2 úhlové vteřiny. S takovým rozlišením je možné ve vzdálenosti středu Galaxie – 25 000 světelných let – rozlišit dvě hvězdy vzdálené od sebe v kolmém směru na zorný paprsek 0,024 světelného roku, tedy asi 1 533 au). Na snímku jsou zvýrazněny některé z nejzajímavějších partií: centrální hvězdokupa Nuclear Star Cluster (NSC) – uprostřed; hvězdokupa Arches (Arches Cluster), nejhustější hvězdokupa v Galaxii; hvězdokupa Quintuplet, která obsahuje pět nápadných hvězd; a oblast s oblaky ionizovaného vodíku (HII oblast).

Výzkum centrálních oblastí Galaxie vědci prováděli pomocí přístroje HAWK-I a dalekohledu ESO/VLT, který pracuje na Observatoři Paranal v Chile. Infračervená kamera zařízení HAWK-I je schopná prohlédnout prachovými oblaky a umožnila vědcům získat mimořádně detailní pohled do středu Galaxie, který Francisco Nogueras-Lara a kolektiv spoluautorů ze Španělska, Spojených států, Japonska a Německa zveřejnili již v říjnu v časopise Astronomy & Astrophysics. Tento působivý záběr s úhlovým rozlišením 0,2“/pixel (vteřiny na pixel) zachycuje nejhustější oblast Mléčné dráhy s mnoha hvězdami i oblaky plynu a prachu, v jejímž samotném středu leží superhmotná černá díra. Pro představu, s takovým rozlišením přístrojů by bylo možné teoreticky pozorovat z Ondřejova fotbalový míč ležící ve Valašském Meziříčí. 

Uvedený snímek je prvním záběrem zveřejněným v rámci přehlídky GALACTICNUCLEUS. Program využívá široké zorné pole a vysoké rozlišení přístroje HAWK-I pracujícího ve spojení s dalekohledem ESO/VLT k získávání detailních záběrů centra Galaxie. V rámci přehlídky vědci zkoumali přes tři miliony hvězd na ploše oblohy, která ve vzdálenosti galaktického jádra představuje plochu asi 60 tisíc světelných let čtverečních.

Zdroj

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “GALACTICNUCLEUS: A high angular resolution JHKs imaging survey of the Galactic Centre: II. First data release of the catalogue and the most detailed CMDs of the GC” zveřejněném v časopise Astronomy & Astrophysics a v článku “Early formation and recent starburst activity in the nuclear disc of the Milky Way” publikovaném v časopise Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-019-0967-9).

Složení týmu (článek Astronomy & Astrophysics): F. Nogueras-Lara (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Španělsko [IAA-CSIC]), R. Schödel (IAA-CSIC), A. T. Gallego-Calvente (IAA-CSIC), H. Dong (IAA-CSIC), E. Gallego-Cano (IAA a Centro Astronómico Hispano-Alemán, Almería, Španělsko), B. Shahzamanian (IAA-CSIC), J. H. V. Girard (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), S. Nishiyama (Miyagi University of Education, Sendai, Japonsko), F. Najarro (Departamento de Astrofísica, Centro de Astrobiología CAB (CSIC-INTA), Torrejón de Ardoz, Španělsko), N. Neumayer (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo).

Složení týmu (článek Nature Astronomy): F. Nogueras-Lara (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Španělsko [IAA-CSIC]), R. Schödel (IAA-CSIC), A. T. Gallego-Calvente (IAA-CSIC), E. Gallego-Cano (IAA-CSIC), B. Shahzamanian (IAA-CSIC), H. Dong (IAA-CSIC), N. Neumayer (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo), M. Hilker (European Southern Observatory, Garching bei München, Německo), F. Najarro (Departamento de Astrofísica, Centro de Astrobiología, Torrejón de Ardoz, Španělsko), S. Nishiyama (Miyagi University of Education, Sendai, Japonsko), A. Feldmeier-Krause (The Department of Astronomy and Astrophysics. The University of Chicago, Chicago, US), J. H. V. Girard (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA) a S. Cassisi (INAF-Astronomical Observatory of Abruzzo, Teramo, Itálie).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnější pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 16 členských států: Belgie, Česko, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. 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 VLT (Velmi velký dalekohled) a dva přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem světa, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem zařízení APEX a revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extrémně velký dalekohled) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• vědecký článek (Nature Astronomy)
• vědecký článek (Astronomy & Astrophysics)
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Soňa Ehlerová; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: eson-czech@eso.org

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

Francisco Nogueras-Lara; Max Planck Institute for Astronomy; Heidelberg, Germany; Tel.: +49 6221 528-393; Email: nogueras@mpia.de

Rainer Schödel; Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC); Granada, Spain; Tel.: +34 958 230 529; Email: rainer@iaa.es

Bárbara Ferreira; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6670; Mobil: +49 151 241 664 00; Email: pio@eso.org