HVĚZDNÁ VÝDUŤ POSKYTUJE TAJEMSTVÍ GALAKTICKÉHO VÝVOJE

Nancy Neal Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD
Ray Villard Space Telescope, Science Institute, Baltimore, MD
Lars Lindberg Christensen, Space Telescope-European Coordinating Faciliti, Garching, Německo

NASA HST dalekohled odkrývá nové důležité zjištění vztahující se k zrození, růstu a vývoji galaxie prostřednictvím pohledu do jejího srdce -- vybouleniny miliónů hvězd, které vytváří něco jako žloudek uprostřed diskového bílku vajíčka.

HST astronomové zkoušejí rozřešit záhadu, se kterou přišli jako první: stelární disk nebo centrální vyboulenina rozhoduje o vývoji, byla cesta vývoje těchto útvarů společná? Data z HST posilují tu myšlenku, že evoluční cesta vyboulenin a disku je spojená. Centrální výduť stabilizuje galaktický vývoj vznik hvězd v jádrě.
Centrální vyboulení v sobě drží tajemství pokud se týče toho, jak a kdy se galaxie vytvořily. Před HST astronomové podrobně informovali pouze o složitém jádru naší galaxie, které má malou vybouleninu.

HST dovoluje astronomům se podívat na jasné hvězdokupy a jiné struktury hluboko uvnitř jiných galaxií.

Skupina vedená Reynierem Peletierem z University of Nottingham ve Velké Brutánii potvrdila, že centrální výduť u většiny spirál byla vytvořena ve více nebo méně podobném období raného vesmíru.

Druhý tým vedený C. Marcellem Carollem z Columbia University v New Yorku prohlížel galaxie, které mají malou výduť a příčku takovou, že půlí jádro napříč, jako označení "kouření zakázáno". Zjistili, že vybouleniny v těchto galaxiích se vyvíjely v poslední době, během nepatrných procesů, které probíhaly v galaktickém disku.

Oba týmy prohlédli více než 200 galaxií ve vzdálenosti 100 miliónů světelných let od nás. Za pomocí HST teleskopu a použití kamery pro vizuální a infračervený obor pronikli astronomové hluboko do jader galaxií.

Peletierův tým použil HST teleskop k pohledu do centra 20 spirálních galaxií, které mají velké středové výdutě. Tým zjistil, že eliptické výdutě hvězd se formovaly v poměrně krátkém časovém období na začátku mladého vesmíru. Tyto výdutě mohly vznikat pouze z mraku vodíku nebo sloučením prehistorických hvězdokup. Vybouleniny raných spirálních galaxií jsou staré a vnější části disků jsou značně mladší.

Carollův tým zjistil, že v rozdílných třídách spirálních galaxií je malá středová výduť pravděpodobně vytvořená v rané fázi, ale později plyn proudil do galaktického jádra podél příčky a toto proudění bylo způsobeno nestabilitou okolního disku hvězd. Plyn se stal palivem pro zrození nových hvězd ve vyboulenině.
Výsledky Carollova týmu byly publikovány v Astrophysical Journal, ukazují mladé a staré hvězdy ve vyboulenině. Odborníci hovoří o tom, že tyto vybouleniny se mohou stále vyvíjet v současném vesmíru, ale je nepravděpodobné, že v současné době mají pro galaxii takový vliv, jako když byl vesmír mladý.

DOSAŽENÍ "SRDCE" GALAXIE

Koláž snímků ve viditelném a infračerveném světle odhaluje jak spirální galaxie NGC 1365 krmí materiálem uvnitř své centrální oblasti zrození hmotné hvězdy. Materiálem je také krmena černá díra v galaktickém jádře. Galaktická výduť v centru ve tvaru kopacího míče je složena z hvězd plynu a prachu.

Černobílý snímek centrální oblasti pořízený pozemským dalekohledem ze Země zobrazuje tuto oblast bez jakýchkoli podrobností. Rozlišovací schopnost dalekohledu není tak velká, aby zde odhalila galaktickou aktivitu. Oblast ohraničená modrým orámováním v centru galaxie zachycuje region pozorovaný kosmickým dalekohledem HST ve viditelném světle pomocí WFPC2 kamery.

Červeně orámovaná oblast je užší pohled pořízený HST infračervenou kamerou zařízením NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).
Spirální struktura je charakterizována pruhem hvězd, plynu a prachu, který se táhne napříč centrální oblastí galaxie. Tento pruh má malé vyboulení, které je dominantní materiálu v disku. Spirálová struktura začíná a končí na obou koncích příčky. Příčka je "nálevkou" materiálu, kterým se "krmí" vyboulenina.

Vlevo nahoře u obrázku pořízeného ve vizuálním oboru je detailní pohled galaktické osy. Jasná žlutá koule je jádro. Tmavý materiál kolem koule jádra je plyn a prach, který se přesouvá do centrální oblasti příčky. Modrá oblast znázorňuje mladou hvězdokupu. Jasné modré tečky představují mladé hvězdokupy, jasné červené tečky jsou mladé hvězdokupy zahalené prachem a viditelné pouze na infračerveném snímku. Slabší červené tečky jsou starší hvězdokupy.
WFPC2 obrázek je složen ze tří snímků ve filtrech: blízká ultrafialová oblast (332.7 nm), vizuální oblast (555.2 nm) a blízká infračervená oblast (826.9 nm). NICMOS snímek je pořízen na vlnové délce 1600 nm a byl kombinován se snímkem ve vizuálním oboru a blízké infračervené oblasti, které pořídila kamera WFPC2. Snímek WFPC2 byl pořízen v lednu 1996, NICMOS data byla získána v dubnu 1998.

Kredit: Allan Sandage a John Bedke (pozemní snímky) NASA a John Trauger (snímky WFPC2) NASA, ESA a C. Marcella (data NICMOS).
 

ZVEDNUTÍM ZÁVOJE PRACHU SE ODHALÍ TAJEMSTVÍ SPIRÁLNÍ GALAXIE

Astronomové sloučili informace z NASA HST teleskopu z vizuálního a infračerveného pohledu na srdce čtyř spirálních galaxií, které jsou spojovány se starou populací hvězd. Vrchní řada obrázků je pořízena pomocí pozemských dalekohledů a ukazuje celkový pohled na každou galaxii.
Modře orámované oblasti zachycují regiony pozorované HST.

Spodní řada obrázků představuje složené snímky z HST ve vizuálním a infračerveném oboru pořízené WFPC2 kamerou a ze zařízení NICMOS. Astronomové složili pohledy z obou kamer, aby získali informaci o hvězdách kolem galaktických center. HST teleskop dovoluje astronomům studovat složitou strukturu galaktického jádra. Galaxie jsou charakterizovány velikostí svých středových "vyboulenin".

NGC 5838, jako S0 typ, je dominantní velkou výdutí v centru a nemá žádná spirální ramena; NGC 7537, jako typ Sbc, má malou vyboulenou část kolem středu a uvolněná spirální ramena. Astronomové se domnívají, že struktura NGC 7537 je velmi podobná naší Mléčné dráze.

Obrázky galaxií jsou složeninou vytvořenou ze snímků vytvořených WFPC2 kamerou skrze modrý filtr (444.5 nm), červený filtr (826.9 nm) a ze snímků pořízených zařízením NICMOS v infračervené oblasti (1600 nm). Snímky byly pořízeny v červnu až srpnu 1997.

Kredit: Allan Sandage a John Bedke (pozemní snímky)  NASA, ESA a Reynier Peletier (složení WFPC2 a NICMOS snímků)

(podle STScI-PRC99-34a, b z 6.10.1999 připravil PH)