Droga Mleczna przepływa przez serca wymarłych galaktyk
Halo Drogi Mlecznej jest pełne grup gwiazd zwanych gromadami kulistymi. Gromada kulista zwykle zawiera setki tysięcy gwiazd ściśniętych w ciasną kulę. Do tej pory wokół Drogi Mlecznej zdołano odkryć 150 takich obiektów, a wokół sąsiednich galaktyk obserwujemy ich jeszcze więcej. W ramach finansowanego ze środków UE projektu Global-assembly podjęto starania mające odkryć nieco bardziej naturę tych ciał astronomicznych. Chociaż gromada jest jedną z najprostszych struktur we wszechświecie, niewiele wiadomo o pochodzeniu tych ciał. Anna Fabiola Marino, badaczka biorąca udział w projekcie Global-assembly, wyjaśnia: „Dotąd uważano, że wszystkie gwiazdy wewnątrz tych układów narodziły się w tym samym czasie we wczesnej fazie istnienia wszechświata. Odkryliśmy, że to nie do końca prawda”.
Metaliczne gwiazdy
Badania Marino skupiły się na jednym zjawisku związanym z istnieniem gromad kulistych, mianowicie na występowaniu w obrębie konstelacji wielu odrębnych populacji gwiazdowych. Niektóre z nich składają się z materii pierwotnej – uważa się, że te pojawiły się na początku istnienia wszechświata – inne zawierają już pierwiastki, takie jak hel, azot i sód, co sugeruje, że gwiazdy te pojawiły się i rozwinęły później. „Ta metaliczna wariacja jest uważana za cechę galaktyk znacznie bardziej masywnych niż gromady kuliste”, zauważa Marino, która prowadziła prace na Uniwersytecie Padewskim we Włoszech. Aby zbadać gromady kuliste, Marino przygotowała „mapy chromosomów”, dwuwymiarowe wykresy luminescencji gwiazd, oparte na danych z teleskopu Hubble‘a. Łączą one natężenie promieniowania gwiazdy w zakresie ultrafioletu i optycznego błękitu na jednej osi z natężeniem promieniowania w zakresie od ultrafioletu do podczerwieni na drugiej. Ułożenie widm dla próbki gwiazd z gromady kulistej w ten sposób ujawnia metaliczne cechy w gwiazdach różnych populacji. „Analiza spektroskopowa dostarczyła klucza do odczytania mapy, w której każda populacja została zidentyfikowana na podstawie jej profilu chemicznego”, wyjaśnia Marino. „To pozwala następnie zastosować tę metodę do wszystkich populacji w gromadzie kulistej. Dzięki temu łączymy dane fotometryczne i spektroskopowe”.
Galaktyczne serca
Ta metoda prowadzenia badań pozwoliła Marino odkryć, że wiele gromad jest zbliżone profilem, nacechowanym metalicznie, do galaktyk, co sugeruje, że mogą one być w rzeczywistości pozostałościami po jeszcze większych skupiskach gwiazd. „Być może kilka z nich to także galaktyki – pozostałości dawnych galaktyk przechwycone przez Drogę Mleczną”, wyjaśnia badaczka. Prace Marino w ramach projektu realizowano dzięki wsparciu z działań „Maria Skłodowska-Curie”. „Grant zapewnił fundusze na badania, ale także możliwość współpracy przy badaniach uzupełniających”, dodaje Marino. „Dzięki temu udało mi się uzyskać znaczące wyniki”. Od czasu przeprowadzenia badania Marino zapewniła sobie posadę we włoskim Krajowym Instytucie Astrofizyki we Florencji. „Myślę, że stypendium bardzo mi pomogło w uzyskaniu odpowiednich wyników. To podniosło moją konkurencyjność i pozwoliło mi zdobyć to stanowisko”, mówi. Badaczka planuje kontynuować badania nad pochodzeniem gromad kulistych w Drodze Mlecznej, szczególnie przy pomocy teleskopu Jamesa Webba, którego wystrzelenie jest planowane na koniec 2021 roku: „Te badania mają kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia powstawania gwiazd i szersze implikacje dla wielu zagadnień w astrofizyce”.
Słowa kluczowe
Global-assembly, gromada kulista, luminescencja, gwiazdy, Droga Mleczna, halo, hel, wszechświat, mapa chromosomów