Μύρια αστραφτερά αστέρια φωτίζουν τα δισεκατομμύρια γαλαξίες που κατοικούν στο παρατηρήσιμο Σύμπαν. Το παρατηρήσιμο ή ορατό Σύμπαν είναι αυτή η σχετικά μικρή περιοχή του αφάνταστα απέραντου Κόσμου που μπορούμε να παρατηρήσουμε. Το φως που μας ταξιδεύει από πιο μακρινές περιοχές δεν είχε αρκετό χρόνο να μας φτάσει από τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό οφείλεται στην επέκταση του Διαστήματος και του καθολικού ορίου ταχύτητας που έχει οριστεί από το φως. Κανένα γνωστό σήμα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως στο κενό, αν και το ίδιο το διάστημα μπορεί, και έτσι το ίδιο το μυστικό της ύπαρξής μας μπορεί να βρίσκεται σε περιοχές του Χωροχρόνου που είναι πολύ πέρα από τον ορίζοντα της ορατότητάς μας. Οι γαλαξίες του Κόσμου είναι μακρινοί και μυστηριώδεις, και το Sombrero Galaxy (Messier 104) ξεχωρίζει μέσα στο πλήθος ως ένα από τα πιο μαγευτικά και μπερδεμένα στο είδος του. Τον Φεβρουάριο του 2020, μια ομάδα αστρονόμων ανακοίνωσε ότι τα στοιχεία προέρχονται από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble (HST) δείχνει ότι το Σομπρέρο πολλά παράξενα και ανεξήγητα χαρακτηριστικά είναι το αποτέλεσμα μεγάλων συγχωνεύσεων γαλαξιών – παρόλο που ο λείος δίσκος του δεν εμφανίζει σημάδια πρόσφατης καταστροφικής διαταραχής. Ωστόσο, το Σομπρέρο ο δίσκος μπορεί να κρύβει το μυστικό ενός ταραχώδους παρελθόντος.
ο Πλατύγυρος πίλος ήταν εδώ και πολύ καιρό ένα σαγηνευτικά δελεαστικό αντικείμενο επειδή φαίνεται να ταξιδεύει στον ρυθμό ενός διαφορετικού τυμπάνου από άλλους γνωστούς γαλαξίες. Εμφανίζει ένα συγκλονιστικό μείγμα σχημάτων που βρίσκονται σε σπειροειδείς γαλαξίες σε σχήμα δίσκου (όπως ο δικός μας Milky Way), καθώς και σε ελλειπτικούς γαλαξίες σε σχήμα ποδοσφαίρου. Το δελεαστικό μυστήριο του πώς απέκτησε την ασυνήθιστη δομή του γίνεται όλο και πιο μαγευτικό και μπερδεμένο με τα νέα στοιχεία από το HST.
Ο γαλαξίας είναι αχνός φωτοστέφανος παρέχει κάποιες ενδείξεις κουβέντας. Είναι πασπαλισμένο με αναρίθμητα αστέρια που είναι καλά προικισμένα με βαρύτερα ατομικά στοιχεία–ονομάζονται μέταλλα από αστρονόμους. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι αστέρια μεταγενέστερης γενιάς. Στην ορολογία που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι, α μέταλλο είναι οποιοδήποτε ατομικό στοιχείο βαρύτερο από το υδρογόνο και το ήλιο, και έτσι ο ίδιος όρος έχει διαφορετική σημασία για τους αστρονόμους από ό,τι για τους χημικούς. Η Μεγάλη Έκρηξη παρήγαγε μόνο υδρογόνο, ήλιο και ίχνη λιθίου — αλλά τα αστέρια δημιούργησαν όλα τα υπόλοιπα. Η πρώτη γενιά αστεριών που χόρεψε στον Κόσμο ήταν η πρώτη που μαγείρεψε τα βαρύτερα ατομικά στοιχεία στις καρδιές τους που συντήκονται πυρηνικά – και μετά τα έστειλαν να ουρλιάζουν στο Διάστημα όταν έγιναν σουπερνόβα. Το νεο-σφυρηλατημένο μέταλλα ενσωματώθηκαν τελικά σε μεταγενέστερες γενιές αστέρων. Τα πρώτα αστέρια (Πληθυσμός III) γεννήθηκαν εξαντλημένοι από βαριά μέταλλα, γιατί δεν υπήρχαν αστέρια πριν από αυτά για να τα μαγειρέψουν. Η δεύτερη γενιά των αστεριών (Πληθυσμός II) είχαν σχεδόν εξαντληθεί, αλλά όχι αρκετά μέταλλα, γιατί «μολύνθηκαν» με την παρτίδα που παρήχθη στις καυτές καρδιές των πρώτων σταρ. Η νεότερη γενιά σταρ (Πληθυσμός Ι)–μέλος του οποίου είναι ο Ήλιος μας- περιέχουν τη μεγαλύτερη ποσότητα μέταλλαέχοντας λάβει αυτά τα στοιχεία από προηγούμενες γενιές αστέρων.
Για το λόγο αυτό, αστέρια με πληθώρα βαρέων μέταλλα συνήθως φαίνονται μόνο σε γαλαξίες δίσκος. ο Σομπρέρο μέταλλο-Πλούσια αστέρια πρέπει να έχουν εκτοξευθεί μέσα του φωτοστέφανοςως αποτέλεσμα αρχαίων συγχωνεύσεων με ώριμους γαλαξίες, που ήταν σε μεγάλο βαθμό προικισμένοι με μέταλλα. ο Πλατύγυρος πίλος Ο γαλαξίας, στη σημερινή του «ενηλικίωση», είναι πιο κατασταλαγμένος απ’ ό,τι στα «νιάτα» του. Είναι επίσης απομονωμένο. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει τίποτα άλλο να κατοικεί κοντά για να “φάει”. Αυτή η ανακάλυψη παρέχει μια νέα ανατροπή στον τρόπο που σχηματίζονται οι γαλαξίες στον Κόσμο μας.
“Ο Πλατύγυρος πίλος ήταν πάντα λίγο περίεργος γαλαξίας, και αυτό είναι που τον κάνει τόσο ενδιαφέρον. του Χαμπλ μεταλλικότητα μετρήσεις (δηλαδή: η αφθονία των βαρέων στοιχείων στα αστέρια) είναι μια άλλη ένδειξη ότι η Πλατύγυρος πίλος έχει πολλά να μας διδάξει για τη συναρμολόγηση και την εξέλιξη των γαλαξιών», σχολίασε ο Δρ. Paul Goudfroij σε μια δημοσίευση στις 20 Φεβρουαρίου 2020. Δελτίο Τύπου του Hubblesite. Ο Δρ Goudfroij είναι του Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ.
“του Hubble παρατηρήσεις του Σομπρέρο φωτοστέφανος αλλάζουν την αποδεκτή κατανόησή μας για το μακιγιάζ των γαλαξιών και μεταλλικότητα στο κεφάλι του», πρόσθεσε ο συν-ερευνητής δρ Ρότζερ Κοέν, ο οποίος είναι επίσης από τους STScI.
HST’s η ευαισθησία ήταν σε θέση να επιλύσει δεκάδες χιλιάδες μεμονωμένα αστέρια που κατοικούσαν στο Σομπρέρο απέραντος, εκτεταμένος φωτοστέφανος. ο φωτοστέφανος είναι η περιοχή που βρίσκεται πέρα από το κεντρικό τμήμα ενός γαλαξία, που συνήθως αποτελείται από παλαιότερα αστέρια. Αυτές οι πρόσφατες παρατηρήσεις του Πλατύγυρος πίλος είναι ενδιαφέρουσες γιατί δείχνουν μόνο ένα μικρό ποσοστό ηλικιωμένων, μέταλλο-φτωχά αστέρια στο φωτοστέφανοςσυν την αφθονία των μέταλλο-πλούσια αστέρια μέσα του δίσκος και κεντρικό εξόγκωμα. Επομένως, οι αρχαίες, ταραχώδεις συγκρούσεις γαλαξιών και οι μεγάλες συγχωνεύσεις παρέχουν μια πιθανή εξήγηση.
Παράξενο και Όμορφο
ο Πλατύγυρος πίλος έχει γοητεύσει τους ουρανοπαίκτες για χρόνια λόγω της παράξενης δομής και της εξαιρετικής ομορφιάς του. Ωστόσο, χάρη σε HSTs πρόσφατες παρατηρήσεις, οι αστρονόμοι βλέπουν τώρα το Πλατύγυρος πίλος υπό νέο πρίσμα. Ο γαλαξίας εμφανίζει μια εκτεταμένη φωτοστέφανος γεμάτη μέταλλο-πλούσια αστέρια με ελάχιστα στοιχεία για το προβλεπόμενο μέταλλο-φτωχά αστέρια που παρατηρούνται στο φωτοστέφανα άλλων γαλαξιών. Οι αστρονόμοι, ξεχύνοντας τα δεδομένα από το HST, έχουν στραφεί σε εξελιγμένες προσομοιώσεις υπολογιστή για να βρουν μια λύση σε αυτό το περίπλοκο παζλ που αποτελεί πρόκληση για τη συμβατική θεωρία σχηματισμού γαλαξιών. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν την εκπληκτική πιθανότητα να συνέβησαν μεγάλες συγχωνεύσεις στο παρελθόν αυτού του παράξενου γαλαξία, παρόλο που το Σομπρέρο κομψή και όμορφη δομή δεν δείχνει στοιχεία πρόσφατης αναστάτωσης. Τα αποτελέσματα αυτών των νέων ευρημάτων δημοσιεύονται στο Astrophysical Journal.
«Η απουσία του μέταλλο-τα φτωχά αστέρια ήταν μια μεγάλη έκπληξη, και η αφθονία των μέταλλο-Τα πλούσια αστέρια πρόσθεσαν μόνο στο μυστήριο», σημείωσε ο Δρ Goudfroij στις 20 Φεβρουαρίου 2020 Δελτίο Τύπου του Hubblesite.
ο Πλατύγυρος πίλος πήρε το όνομά του επειδή μοιάζει με το φαρδύ χείλος και το ψηλό μεξικάνικο καπέλο με αυτό το όνομα – και, όπως παρατηρήθηκε από τη Γη, φαίνεται σχεδόν στην άκρη. Αυτός ο γαλαξίας είναι επίσης πολύ φωτεινός και παρατηρείται εύκολα με μικρά τηλεσκόπια. Λόγω της φωτεινότητάς του, είναι λίγο πιο πέρα από το όριο του γυμνού ανθρώπινου ματιού. Ο παράξενος και όμορφος γαλαξίας κατοικεί στο νότιο άκρο του πυκνοκατοικημένου Σμήνος Παρθένου, και είναι ένα από τα πιο ογκώδη αντικείμενα αυτής της ομάδας γαλαξιών. Πράγματι, η μάζα του είναι ισοδύναμη με 800 δισεκατομμύρια Ήλιοι. ο Πλατύγυρος πίλος έχει διάμετρο 50.000 έτη φωτός και βρίσκεται 28 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.
ο Πλατύγυρος πίλος φιλοξενεί επίσης μεγάλο πληθυσμό σφαιρικά σμήνη, που είναι σφιχτά δεμένες σφαιρικές συλλογές αστεριών. Υπολογίζεται ότι αυτός ο γαλαξίας βρίσκεται σε τροχιά σχεδόν 2.000 σφαιρικά–10 φορές περισσότεροι από αυτούς που περιφέρονται γύρω από τον δικό μας σπειροειδή γαλαξία. Ωστόσο, οι ηλικίες των σμηνών είναι παρόμοιες με τις ηλικίες εκείνων που περιβάλλουν τον Γαλαξία μας, που κυμαίνονται από 10 έως 13 δισεκατομμύρια ετών.
Ένας μικρότερος δίσκος είναι ενσωματωμένος μέσα στο Σομπρέρο φωτεινός πυρήνας, και έχει κλίση σε σχέση με τον μεγάλο δίσκο. Η εκπομπή ακτίνων Χ δείχνει ότι το υλικό στροβιλίζεται προς τα κάτω στον συμπαγή πυρήνα του γαλαξία, όπου μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα κατοικεί σε απαίσιο μυστικό, περιμένοντας το δείπνο της να πέσει κάτω στο αδηφάγο μάστο της. Αυτή η υπερμεγέθη καρδιά του σκότους ζυγίζει 1 δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Αντίθετα, η κατοικημένη υπερμεγέθης μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας ζυγίζει «μόνο» 4 εκατομμύρια φορές την ηλιακή μάζα.
Τον 19ο αιώνα, ορισμένοι αστρονόμοι πρότειναν ότι η Πλατύγυρος πίλος ήταν απλώς ένας δίσκος με λαμπρό φωτεινό αέριο που περικυκλώνει ένα νεανικό αστέρι — με τον τρόπο που εξελίχθηκε το δικό μας ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, το 1912, ο Αμερικανός αστρονόμος VM Slipher (1875-1969) διαπίστωσε ότι το παράξενο αντικείμενο φαινόταν να πετάει μακριά από τη Γη με 700 μίλια το δευτερόλεπτο. Αυτή η μεγάλη ταχύτητα παρείχε μερικές από τις πρώτες ενδείξεις ότι το Πλατύγυρος πίλος ήταν πραγματικά ένας άλλος γαλαξίας, και ότι το Σύμπαν επεκτεινόταν προς όλες τις κατευθύνσεις.
Πόσο παράξενο!
Οι αστρονόμοι αναμένουν να βρουν προηγούμενες γενιές άστρων, με πολύ μικρές ποσότητες μέταλλασε έναν γαλαξία φωτοστέφανος–σε σύγκριση με τις πιο πυκνοκατοικημένες περιοχές εντός του κύριου γαλαξία δίσκος. Τα βαρύτερα ατομικά στοιχεία σφυρηλατούνται μέσω της διαδικασίας του αστρική πυρηνοσύνθεση, όπου δημιουργούνται όλο και πιο βαριά και βαρύτερα ατομικά στοιχεία από ελαφρύτερα στον πυρήνα ενός αστεριού. Όσο περισσότερο ένας γαλαξίας έχει φιλοξενήσει αστέρια που δημιουργούν βαριά μέταλλαπερισσότερο μέταλλο-πλούσιο γίνεται το αέριο του – και όσο υψηλότερο είναι μεταλλικότητα των αστεριών που γεννιούνται «μολυσμένα» από αυτό το αέριο. Αυτά τα νεανικά, υψηλάμεταλλικότητα τα αστέρια φαίνονται συνήθως στο κυρίως δίσκος ενός γαλαξία, γιατί εδώ υπάρχει βαρύτερος αστρικός πληθυσμός.
Ωστόσο, στη μυστηριώδη περίπτωση του Πλατύγυρος πίλος, τα πράγματα περιπλέκονται λόγω της παρουσίας μεγάλου αριθμού σφαιρικά σμήνη που περιέχει ηλικιωμένους, μέταλλο-φτωχά αστέρια. Τέτοιος μέταλλο-τα φτωχά, ηλικιωμένα αστέρια αναμένεται κανονικά να ταξιδέψουν έξω από τα σμήνη ξενιστές τους και να γίνουν μέρος του αστρικού φωτοστέφανος. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία απέτυχε να λειτουργήσει στο Πλατύγυρος πίλος γαλαξίας. Η ομάδα του HST αστρονόμοι συνέκριναν τα αποτελέσματά τους με πρόσφατες προσομοιώσεις υπολογιστή για να δουν ποια θα μπορούσε να είναι η προέλευση ενός τόσο πολυάριθμου πληθυσμού μέταλλο-πλούσια αστέρια σε αυτόν τον παράξενο γαλαξία φωτοστέφανος.
Τα αποτελέσματά τους ήταν εκπληκτικά, γιατί έδειξαν ότι η επί του παρόντος καλά οργανωμένη, ειρηνική Πλατύγυρος πίλος είχε υποστεί βίαιη αύξηση ή μεγάλα γεγονότα συγχώνευσης, πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Αντίθετα, ο Γαλαξίας μας πιστεύεται ότι έχει φάει πολλούς μικρούς δορυφόρους γαλαξίες σε «μικρές» αυξήσεις κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών. Ωστόσο, ένα σημαντικό γεγονός συσσώρευσης είναι πολύ διαφορετικό επειδή περιλαμβάνει τη συγχώνευση δύο ή περισσότερων γαλαξιών παρόμοιας μάζας που είναι και οι δύο καλά προικισμένοι με υψηλότερομεταλλικότητααστέρια μεταγενέστερης γενιάς.
Οι δορυφορικοί γαλαξίες περιείχαν μόνο χαμηλάμεταλλικότητα αστέρια που αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο και ήλιο – τα δύο ελαφρύτερα ατομικά στοιχεία – που γεννήθηκαν στη γέννηση του Σύμπαντος στη Μεγάλη Έκρηξη σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια πριν (Πυρηνοσύνθεση Big Bang). Τα βαρύτερα στοιχεία έπρεπε να κατασκευαστούν στους καυτούς εσωτερικούς χώρους των άστρων μέσω αστρική πυρηνοσύνθεση και τελικά ενσωματώθηκε σε μεταγενέστερες αστρικές γενιές. Αυτή η διαδικασία ήταν κάπως αναποτελεσματική στην περίπτωση των μικρών νάνοι γαλαξίες όπως εκείνοι που περιβάλλουν τον δικό μας Γαλαξία–ενώ είναι πολύ πιο αποτελεσματικοί σε μεγαλύτερους, πιο καλά προικισμένους γαλαξίες, όπως ο δικός μας.
Τα νέα αποτελέσματα για την Πλατύγυρος πίλος Ο γαλαξίας προκαλεί έκπληξη γιατί είναι ομαλή, αδιατάρακτη δίσκος δεν εμφανίζει σημάδια διαταραχής. Συγκριτικά, πολλοί αλληλεπιδρώντες γαλαξίες, όπως ο εικονικός Κεραίες γαλαξίες, πήραν το όνομά τους από την παραμορφωμένη εμφάνιση των σπειροειδών βραχιόνων τους που προκύπτουν από τις παλιρροϊκές δυνάμεις παλαιότερων βίαιων αλληλεπιδράσεων. Οι συγχωνεύσεις γαλαξιών με παρόμοια μάζα συνήθως συνενώνονται σε ενιαίους μεγάλους, ομαλούς ελλειπτικός γαλαξίες με εκτεταμένη φωτοστέφανα–μια διαδικασία που διαρκεί δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, το Πλατύγυρος πίλος πάντα ταξίδευε στον ρυθμό ενός διαφορετικού τυμπάνου και ποτέ δεν ταίριαζε στον παραδοσιακό ορισμό του α σπειροειδής ή ένα ελλειπτικός γαλαξίας. Όπως οι άνθρωποι αντικομφορμιστές, κάνει ό,τι θέλει. Είναι ένα γαλαξιακό μείγμα των δύο.