Najnowsze obserwacje z należącego do ESO teleskopu VLT pokazały, że najbliższa gigantyczna galaktyka eliptyczna, Messier 87, pochłonęła w ciągu ostatniego miliarda lat całą średnich rozmiarów galaktykę. Po raz pierwszy astronomowie byli w stanie śledzić ruchy 300 mgławic planetarnych, aby znaleźć przekonujące dowody na zajście takiego wydarzenia. Uzyskali także dowód na nadwyżkę światła pochodzącą od pozostałości po kompletnie rozerwanej ofierze.

Astronomowie uważają, że galaktyki rozrastają się pochłaniając mniejsze galaktyki. Ale dowód zbrodni zazwyczaj nie jest łatwy do dostrzeżenia – niczym odrobina wody wlanej ze szklanki do jeziora, która szybko wymiesza się z wodą z jeziora, gwiazdy z pochłoniętej galaktyki wymieszają się z bardzo podobnymi gwiazdami z dużej galaktyki, nie pozostawiając śladów.

Zespół, którym kierowała Alessia Longobardi z Instytutu Maxa Plancka ds. Fizyki Pozaziemskiej w Garching (Niemcy), zastosował sprytny trik obserwacyjny, aby udowodnić, że pobliska wielka galaktyka eliptyczna Messier 87 w ciągu ostatniego miliarda lat połączyła się z mniejszą galaktyką.

Uzyskany wynik pokazuje wyraźnie, że wielkie, jasne struktury we Wszechświecie nadal rozrastają się w istotny sposób – galaktyki jeszcze nie są ukończone – mówi Alessia Longobardi. Duży obszar w zewnętrznym halo galaktyki Messier 87 wydaje się dwa razy jaśniejszy niż gdyby kolizja nie zaszła.

ESO

Mapka pokazuje położenie olbrzymiej galaktyki M87 w gwiazdozbiorze Panny. Oprócz tego na mapce zaznaczono większość gwiazd możliwych do zaobserwowania gołym okiem.

Messier 87 znajduje się w centrum gromady galaktyk Virgo. Jest olbrzymią kulą gwiazd o łącznej masie biliona mas Słońca. Obiekt znajduje się około 50 milionów lat świetlnych od nas.

Zamiast sprawdzać każdą gwiazdę w Messier 87 – są ich dosłownie miliardy i są zbyt słabe i zbyt liczne, aby badać je indywidualnie – zespół przeanalizował mgławice planetarne, świecące otoczki wokół starzejących się gwiazd[1]. Ponieważ obiekty te świecą bardzo jasno w specyficznym odcieniu akwamarynowej zieleni, można je łatwo odróżnić od otaczających gwiazd. Staranne obserwacje światła od mgławic za pomocą potężnego spektrografu pozwalają także ustalić ich ruchy[2].

Tak jak woda ze szklanki jest niewidoczna po wlaniu do jeziora, ale może tworzyć zmarszczki i zaburzenia, dostrzegalne jeśli w wodzie są ziarnka piasku i mułu – ruchy mgławic planetarnych zmierzone za pomocą pomocą spektrografu FLAMES na V LT, dostarczają wskazówek na temat dawnej kolizji galaktyk.

„Jesteśmy świadkami najnowszego zdarzenia akrecji, w którym średniej wielkości galaktyka spadła na centrum Messier 87, a jako konsekwencja niesamowitych sił pływowych jej gwiazdy są rozproszone na obszarze 100 razy większym niż oryginalna galaktyka.” powiedział Ortwin Gerhard, kierownik grupy dynamiki w Instytucie Maxa Plancka ds. Fizyki Pozaziemskiej w Garching (Niemcy), współautor pracy.

Zespół zbadał także bardzo starannie rozkład światła w zewnętrznych częściach Mesier 87 i znalazł dowód na obecność dodatkowego światła docierającego od gwiazd z galaktyki, która została wciągnięta i rozerwana. Obserwacje pokazały także, że rozerwana galaktyka dodała młodsze, bardziej niebieskie gwiazdy do Mesier 87, czyli że była to prawdopodobnie gwiazdotwórcza galaktyka spiralna.

„To bardzo ciekawe móc identyfikować gwiazdy, które zostały rozproszone wokół na setki tysięcy lat świetlnych w halo galaktyki – i ciągle być w stanie widzieć z ich prędkości, że należą do wspólnej struktury. Zielone mgławice planetarne są igłami w stogu złotych gwiazd. Te rzadko spotykane igły zawierają wskazówki na temat tego co zdarzyło się z gwiazdami.” podsumowała Magda Arnaboldi (ESO, Garching, Niemcy), współautorką pracy.

Uwagi

[1] Mgławice planetarne u gwiazd takich jak Słońce to końcowe stadium ich życia. Emitują znaczną ilość swojej energii w zaledwie kilku liniach widmowych, z których najjaśniejsze znajdują się w zielonym fragmencie widma. Z tego powodu są jedymi gwiazdami, dla których można zmierzyć ruchy na odległości Messier 87, wynoszącej 50 milionów lat świetlnych od Ziemi. Zachowują się jak reflektory zielonego światła, mówiąc nam gdzie się znajdują i z jaką prędkością się poruszają.

[2] Te mgławice planetarne mimo wszystko są bardzo słabe i wymagają pełnej mocy teleskopu VLT, aby je zbadać: światło emitowane przez typową mgławicę planetarną w halo Messier 87 odpowiada dwóm 60-watowym żarówkom na Wenus widzianym z Ziemi.

Ruchy mgławic planetarnych w kierunku linii widzenia z Ziemi prowadzą do przesunięć linii widmowych, jako skutek efektu Dopplera. Przesunięcia te można dokładnie mierzyć czułym spektrografu i na tej podstawie określić prędkości mgławic.