2009.01.06. - Gyorsabban forog és nagyobb tömegű a Tejútrendszer

Rádiócsillagászati mérések alapján Tejútrendszerünk tömege mintegy másfélszer nagyobb, mint azt korábban gondoltuk, s az újonnan megállapított forgási sebesség is meghaladja az eddig becsült értékeket.

Napjaink nagyfelbontású távcsövei és érzékeny detektorai révén galaxisok millióit tudjuk vizsgálni, ám saját Tejútrendszerünk szerkezetének és mozgásának pontos leírása jelenleg is nehéz feladatnak bizonyul a csillagászok számára. Mivel a Galaxis korongjának síkjában vagyunk, "kívülről" nincs rálátásunk csillagvárosunkra, a központi tartomány és a Tejútrendszer velünk átellenes oldala pedig a rengeteg por- és gázanyag miatt nehezen, vagy egyáltalán nem vizsgálható. Ezért csak jórészt közvetett, többnyire éveken át tartó megfigyelési programok segítségével, valamint más spirálgalaxisok tanulmányozása révén van esélyünk arra, hogy valamennyire megismerjük tágabb kozmikus otthonunkat.

Egy amerikai és európai szakemberekből álló kutatócsoport a VLBA (Very Long Baseline Array) rádiótávcső-hálózat segítségével vizsgálta több, sűrű csillagkeletkezési régió mozgását. Az Egyesült Államokban működő hálózat összesen tíz darab, egyenként 25 méter átmérőjű tányérantennából áll, melyek elszórtan helyezkednek el az ország területén. A két, egymástól legmesszebb (a Hawaii-szigeteken, illetve az Amerikai Virgin-szigetekhez tartozó St. Croix szigetén) található távcső távolsága mintegy 8000 kilométer. Ez azt jelenti, hogy a távcsőrendszer összehangolt, ún. interferometrikus működése során a felbontóképessége egy 8000 kilométer átmérőjű antennáének felel meg!

A VLBA St. Croix szigetén működő antennája.
[en.wikipedia.org]

A csillagképződési régiók fontos nyomjelzői a galaxisok spirálkarjainak, mivel elméleteink és megfigyeléseink alapján a csillagok kialakulása döntő részben a spirálgalaxisok karjaiban zajlik. A csillagkeletkezési területek egyes tartományaiban ún. mézerek megfigyelésére van lehetőség. Ezeken a helyeken a sűrű, molekuláris gázanyag erősítő közegként szolgál adott frekvenciájú mikrohullámú, illetve rádiósugárzások számára, melyek különösen fényes vonalakként jelennek meg a felvett rádióspektrumokban.

A spektrumok alapján - a VLBA érzékenységének köszönhetően - a kutatók nagy pontossággal meg tudták mérni a molekulafelhők látóirányú sebességét, valamint az ún. parallaxis-módszer révén (vagyis egy év során kétszer, a Föld pályájának két ellentétes pontjáról végezve a megfigyelést) a vizsgált területek látszó elmozdulását a távoli háttérobjektumokhoz képest. Ezekből az adatokból már meg lehetett határozni a felhők távolságát, valamint a térbeli sebességük nagyságát és irányát.

A csoport eredményei alapján a Tejútrendszer átlagos forgási sebessége jóval nagyobb, mint azt korábban gondoltuk. Naprendszerünk centrumtól való távolságában (körülbelül 26-28 ezer fényév) ez mintegy 160 ezer km/órás növekedést jelent az eddigi, 800 ezer km/órás értékhez képest. Vagyis Földünk - s vele az egész bolygórendszer - óránként csaknem egymillió km-t (azaz másodpercenként körülbelül 270 km-t) tesz meg a Galaxis középpontja körüli keringése során!

A rotációs sebesség megnövelt értéke alapján a Tejútrendszer tömegére is új érték adódott, mely csaknem másfélszerese a korábban becsültnek. Ez azt jelenti, hogy Galaxisunk talán nem is annyira kis-, mint inkább ikertestvére a régebben jóval nagyobbnak vélt Andromeda-ködnek. Ugyanakkor a nagyobb tömeg nagyobb gravitációs vonzóerővel is jár, s ezt figyelembe véve úgy tűnik, galaxiscsoportunk előbb említett két nagy tagjának ütközésére a várt 3-4 milliárd évnél kicsit korábban, körülbelül 2 milliárd év múlva kerülhet sor.

Az új mérések ismeretében készített fantáziarajz Tejútrendszerünkről. A középső piros csillag Galaxisunk centrumát, a piros pont Naprendszerünk pozícióját, míg a kék és zöld pöttyök a VLBA-val mért csillagkeletkezési régiók helyét jelzik.
[R. Hurt, IPAC; M. Reid, CfA, NRAO/AUI/NSF]

További érdekes eredmény, hogy az új rádióinterferometriás mérések alapján mégiscsak négy jelentősebb spirálkarja lehet Galaxisunknak, ellentmondva némileg a Spitzer infravörös űrtávcső néhány hónappal ezelőtti eredményeinek. A két vizsgálat konklúziója ugyanakkor egyezik abban, hogy idősebb csillagokat nagyrészt csak a két legnagyobb kar (a Scutum-Centaurus és a Perseus ág) tartalmaz, a többi karban, illetve kartöredékben a fiatal csillagok és csillagkeletkezési területek dominálnak.

A Mark Reid (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) által vezetett kutatócsoport eredményeit az American Astronomical Society 213., a kaliforniai Long Beach-ben zajló ülésén ismertették.

Forrás:

• CfA PR 2009-03, 2009.01.05.