2015.05.12. - Óriási halót detektált a Hubble az Androméda-köd körül

A Hubble-űrtávcső öt évnyi archív spektroszkópiai adatai szerint az Androméda-ködöt övező szinte láthatatlan haló mérete hatszor, tömege pedig mintegy ezerszer akkora, mint azt a korábbi megfigyelések alapján gondolták.

A kutatás vezetője, Nicolas Lehner (University of Notre Dame, Indiana) szerint a halók a galaxisok légkörei. A galaxisok kialakulására vonatkozó modellek alapján tulajdonságaik kontrollálják a galaxisokban zajló csillagkeletkezés ütemét. Az új eredmény szerint az Androméda-köd óriási méretű, diffúz, forró gázból álló halója körülbelül fele akkora tömegű, mint a galaxis maga. Ha szabad szemmel is láthatnánk, látszó mérete a teliholdénak 100-szorosa lenne. Ez két, kinyújtott karjainkban tartott kosárlabda látszó átmérőjének felel meg. Az Androméda-köd (M31) 2,5 millió fényévre van tőlünk, halvány, a teliholdnál hatszor nagyobb orsóként figyelhető meg az Androméda csillagképben. A galaxist sokan a Tejútrendszer ikertestvérének tekintik.

Mivel az Androméda-köd halóját alkotó gáz sötét, közvetlen érzékelésére nincs mód, a kutatóknak a háttérben található objektumok halón áthaladó fényének változását kell megfigyelniük, hogy következtetni tudjanak a gáz tulajdonságaira. Ideális háttérvilágítást szolgáltatnak a kvazárok, nagyon távoli aktív galaxisok fényes, fekete lyukak által "gerjesztett" magjai. Lehner és munkatársai 18, az Androméda-ködnél sokkal messzebb lévő kvazár fényét használták fel arra a célra, hogy meghatározzák a galaxis látható korongját övező anyag eloszlását a diszktől nagy távolságban is.

A Hubble korábbi COS-Halo (Cosmic Origins Spectrograph) programja keretében 44 távoli galaxist vizsgáltak és mindegyik körül az Androméda-ködéhez hasonló halót detektáltak, de soha nem találtak még akkora tömegűt, mint szomszéd galaxisunk esetében. Mivel a korábban tanulmányozott galaxisok sokkal messzebb vannak, sokkal kisebbnek is látszanak az égen, ezért mindegyik közelében csak egy kvazárt sikerült találni, amelynek fényét a haló méretének és tömegének meghatározásához használhatták. Közelsége, nagy látszó mérete miatt az Androméda-köd közelében sokkal több megfelelő háttérkvazár található.

A kutatócsoport egyik tagja, J. Christopher Howk (University of Notre Dame) magyarázata szerint amint a kvazár Hubble felé tartó fénye áthalad a halón, az elnyeli a fény egy részét, ezért a kvazár egy szűk hullámhossz-tartományban kicsit halványabbnak tűnik. Az adott tartományban megmérve a halványodás mértékét, meg lehet határozni, hogy az M31 halójában mennyi gáz van a kvazár és közöttünk, ezt különböző irányokban elvégezve pedig az eloszlás is feltérképezhető.

Lehner és kollégái a kvazárok ultraibolya sugárzását vizsgálták a HST-vel és műszereivel. Az UV sugárzást bolygónk légköre jórészt elnyeli, ezért földi távcsövekkel gyakorlatilag lehetetlen tanulmányozni ezt a hullámhossz-tartományt. Nem így a világűrből. A kutatók következtetéseiket a Hubble-űrtávcső öt év alatt összegyűjtött és archivált adatai alapján vonták le. Számos korábbi projekt során vizsgálták az intergalaktikus gázt kvazárok segítségével - az Androméda-ködnél sokkal messzebb, de nagyjából annak irányában, így a most felhasznált adatok már rendelkezésre álltak, új megfigyelésekre nem volt szükség.

Az ábra az Androméda-ködöt övező hatalmas méretű haló anyageloszlásának feltérképezési elvét mutatja. A távoli kvazárok haló anyagán áthaladó fényének kicsiny gyengüléséből a kutatók meg tudták határozni a haló méretét és tömegét.
[NASA, ESA, A. Feild (STScI)]

Kérdés, hogy honnan származik a halót alkotó hatalmas mennyiségű gáz. A galaxisok nagy léptékű szimulációi arra utalnak, hogy a haló az Androméda-köd többi részével együtt alakult ki. A kutatók azt is kimutatták, hogy gazdag nehézelemekben, amelyek ismereteink szerint csak szupernóva-robbanások közben jöhetnek létre. Ezek a robbanások az M31 korongjában következnek be és messze az intergalaktikus térbe fújják ki a nehézelemeket. Az Androméda-köd élete során a csillagai által előállított nehézelemek közel fele jutott messze túl a körülbelül 200 ezer fényév átmérőjű, csillagokból álló korongján.

Milyen következményei lehetnek ennek a saját galaxisunkra nézve? Mivel a Naprendszer a Tejútrendszer belsejében helyezkedik el, nem tudjuk meghatározni, hogy hasonlóan nagy tömegű és kiterjedt haló a Galaxis körül is létezik-e. Ha igen, akkor a két haló akár már érintkezhet is, és "szép csendben" még a két nagy tömegű galaxis összeolvadása előtt egyesülhet. A Hubble észlelései azt jelzik, hogy az Androméda-köd és a Tejútrendszer körülbelül 4 milliárd év múlva elkezd összeolvadni, amely folyamat végén egy óriási elliptikus galaxis jön létre.

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

Forrás:

• STScI-2015-15