Używając Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, po raz pierwszy udało się wykonać dokładne pomiary prędkości rotacji największej galaktyki satelitarnej Drogi Mlecznej.

Dyskowe galaktyki, takie jak Droga Mleczna i Wielki Obłok Magellana (ang. Large Magellanic Cloud – LMC) zwykle obracają się, trochę jak karuzela. Precyzyjne instrumenty Hubble'a dają nowe możliwości określenia ruchu galaktyki poprzez zmierzenie względnego ruchu gwiazd na sferze niebieskiej. Astronomowie od dawna mierzyli zmiany położeń bliskich obiektów, ale pierwszy raz udało się zaobserwować rotację całej galaktyki.

Zespół Hubble'a: Roeland van der Marel z Space Telescope Science Institute w Baltimore oraz Nitya Kallivayalil z University of Virginia w Charlottesville, przez 7 lat korzystał z Teleskopu Hubble'a do mierzenia średniego ruchu setek pojedynczych gwiazd w LMC, znajdującego się 170 000 lat świetlnych od nas. Analiza wyników pokazała, że centralna część LMC potrzebuje 250 mln lat, aby wykonać pełny obrót. Dla porównania, w takim samym czasie Słońce obiega centrum Drogi Mlecznej.

Do niedawna możliwe było jednie wyliczenie prędkość rotacji galaktyki dzięki obserwacji niewielkich przesunięć widma gwiazd, znanych jako efekt Dopplera. Po jednej stronie dysku galaktyki gwiazdy obracające się w kierunku Ziemi pokażą w widmie przesunięcie ku błękitowi – długość fal zmniejsza się w wyniku ruchu ku obserwatorowi. Natomiast gwiazdy oddalające się od Ziemi, po przeciwnej stronie galaktyki, pokażą przesuniecie ku czerwieni – fale wydłużają się, ponieważ oddalają się od obserwatora. Pomiary efektu Dopplera i nowe pomiary Teleskopu Hubble'a dostarczyły pełnych informacji o prędkości rotacji Wielkiego Obłoku Magellana. Dzięki połączeniu wyników uzyskano pełny, trójwymiarowy obraz gwiezdnych ruchów w innej galaktyce. Teleskop Hubble'a jest jedynym instrumentem, który może przeprowadzić takie obserwacje dzięki wysokiej rozdzielczości i stabilności, oraz już 24-letnim pobycie w przestrzeni kosmicznej.

Precyzja jest bardzo istotna, ponieważ widoczne ruchy gwiazd są zbyt małe przez odległość od galaktyki. LMC można porównać do zegara na niebie, którego wskazówki potrzebują 250 mln lat, aby wykonać pełny obrót. Wiemy, że wskazówki się poruszają, ale nawet przy użyciu Hubble'a musimy obserwować przez parę lat, aby zauważyć ich ruch” – wyjaśnił van der Marel.

Do obserwacji gwiazd rozsianych w 22 polach w całym rozległym dysku Wielkiego Obłoku Magellana użyto Wide Field Camera 3 i Advanced Camera of Surveys. Każde badane pole zawierało nie tylko dziesiątki gwiazd, ale również kwazary, które wykorzystano jako stałe punkty odniesienia do pomiarów niewielkich ruchów gwiazd. Otrzymane wyniki są efektem większego pojektu badającego prędkości rotacji LMC. W 2002 r. van der Maler stworzył szczegółowe przewidywania dotyczące obrotu tej galaktyki. Zostały one teraz potwierdzone przez obserwacje Teleskopu Hubble'a.

Ze względu na swoją bliskość, Wielki Obłok Magellana jest punktem odniesienia w badaniach ewolucji gwiazd i obfitości występowania różnych ich typów. Z tego względu tak istotne jest poznanie wewnętrznej strukty tej galaktyki, a nowe pomiary znacznie to ułatwią. Zespół planuje wykorzystać Hubble'a do badania Małego Obłoku Magellana. Dzięki temu będziemy mieć szansę lepiej zrozumieć jak względem siebie poruszają się Mały i Wielki Obłok oraz jak na nie wpływa Droga Mleczna.

Autor

Anna Wizerkaniuk
Anna Wizerkaniuk

Zastępca redaktor naczelnej portalu astronomicznego AstroNET, związana z Klubem Astronomicznym "Almukantarat"