2008.08.05. - Gömbhalmazok eloszlása a Virgo halmazban

Egy új kutatás szerint a Tejútrendszeren kívüli galaxisok gömbhalmazai nem ugyanúgy keletkeznek minden csillagvárosban, létrejöttük módjában nagy szerepe van a tágabb kozmikus környezet tulajdonságainak is.

A Hubble űrteleszkóp ACS (Advanced Camera for Surveys) műszere segítségével egy nemzetközi kutatócsoport több, mint 11 ezer gömbhalmazt azonosított a tőlünk mintegy 54 millió fényévre található, körülbelül kétezer galaxist tartalmazó Virgo halmazban. Az általában 5 milliárd évnél idősebb objektumokból álló mintát száz, különböző méretű, alakú és fényességű csillagvárosban sikerült összegyűjteni, melyek között megtalálhatók a leghalványabb törpegalaxisok is. A kutatás vezetője, Eric Peng (Peking University, China) szerint az ACS kiemelkedő felbontóképessége kellett ahhoz, hogy meg tudják különböztetni a Virgo halmaz galaxisainak gömbhalmazait a Tejútrendszer csillagaitól, illetve a sokkal távolabbi háttérgalaxisoktól. Ez földi teleszkóppal nem lett volna lehetséges, a Hubble segítségével azonban a vizsgált területek gömbhalmazainak 90 százalékát sikeresen azonosították. A kutatás egyik fő motiváló tényezője az a hosszú ideje ismert probléma volt, mely szerint a Virgo halmaz központjában helyet foglaló M87 óriás elliptikus galaxisban sokkal több gömbhalmaz található, mint az ezen objektumok keletkezésére vonatkozó mai elképzelések alapján várható lenne.

Négy a Virgo halmaz száz galaxisából, melyekben a felmérés során sikeresen azonosítottak gömbhalmazokat.
[NASA, ESA, E. Peng (Peking University, Beijing)]

A kutatócsoport egyik tagja, Patrick Cote (Herzberg Institute of Astrophysics in Victoria, British Columbia) szerint a Virgo halmaz sűrű centruma közelében (egészen körülbelül 3 millió fényév távolságig) elhelyezkedő törpegalaxisok több gömbhalmazt tartalmaznak, mint a középponttól távolabb található hasonló objektumok. A tipikus számok néhány tucattól a százas nagyságrendig terjednek, de ezek meglepően nagyok a gazdagalaxisok kis tömegéhez képest. Ezzel ellentétben a halmaz külső régióiban található törpegalaxisok gömbhalmazainak száma nagyon csekély.

A centrum közvetlen környezetét vizsgálva azt találták, hogy az M87 130,000 fényéves körzetében lévő galaxisokban szintén alig található gömbhalmaz, ami Peng szerint azt jelenti, hogy ezeket az óriásgalaxis szipkázta el, s így hozzájárultak annak anomálisan magas gömbhalmaztartalmához. Az M87 által elkövetett galaktikus kannibalizmust a gömbhalmazok kémiai összetételének analízise is alátámasztja. Az M87 galaxisban ugyanis körülbelül háromszor annyi fémszegény, mint fémben gazdag gömbhalmaz van. Ez pedig Peng szerint azt jelentheti, hogy az előbbiek a közeli törpegalaxisokból származhatnak, melyek gömbhalmazai szintén fémekben szegények. (A csillagászati terminológiában fémnek nevezünk minden elemet a hidrogénen és a héliumon kívül.)

A gömbhalmazok tanulmányozása nagyon fontos a galaxisok keletkezésével egyidőben bekövetkező korai, intenzív csillagkeletkezési folyamatok megértése szempontjából. Peng elképzelése szerint a Virgo halmaz középpontjában egy viszonylag kis térgfogatban rövid ideig nagyon intenzív csillagkeletkezés zajlott, sokkal nagyobb hatásfokkal, mint a halmaz külső részein. Elképzelhető, hogy ezen folyamat hajtómechanizmusa a halmazban található sötét anyag gravitációs kollapszusa, ami a nagyobb sűrűség miatt gyorsabban következett be a centrális részeken, mint a külső övezetekben. Az M87 pontosan a halmaz közepén található, így gömbhalmazainak nagy része valószínűleg a galaxishalmaz történetének nagyon korai szakaszában jött létre. A centrumtól távoli törpegalaxisok alacsony gömbhalmazszámának oka pedig az lehet, hogy ezek sokkal kisebb tömeggel keletkeztek, így egy idő után szét is szóródtak, csillagaik összekeveredtek a környező csillagokkal, s ma már nem mutathatók ki.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• STScI-2008-30