Pasukan ahli astronomi antarabangsa [2] telah berjaya mengukur dengan ketepatan tinggi halaju sebilangan besar nebola planet [3] di ruang intergalaksi dalam Virgo Cluster galaksi. Untuk ini mereka menggunakan spektrograf FLAMES yang sangat efisien [4] di Teleskop ESO Sangat Besar di Balai Cerap Paranal (Chile).
Bintang-bintang nebula planet ini bebas mengambang di ruang yang kelihatannya kosong di antara galaksi kelompok besar dapat digunakan sebagai "probe" daya gravitasi yang bertindak di dalam kelompok ini. Mereka mengesan massa, terlihat dan tidak terlihat, di wilayah-wilayah ini. Ini seterusnya membolehkan para astronom mengkaji sejarah pembentukan struktur terikat yang besar di alam semesta ini.
Pengukuran halaju tepat dari 40 bintang ini mengesahkan pandangan bahawa Virgo adalah kelompok galaksi yang sangat tidak seragam, yang terdiri daripada beberapa subunit yang belum sempat mencapai keseimbangan. Data baru ini dengan jelas menunjukkan bahawa Kumpulan galaksi galaksi masih dalam proses pembuatannya.
Mereka juga membuktikan untuk pertama kalinya bahawa salah satu galaksi terang di wilayah yang diteliti, Messier 87, memiliki lingkaran bintang yang sangat luas, mencapai sekurang-kurangnya 65 kpc. Ini lebih dari dua kali ukuran galaksi kita sendiri, Bima Sakti.
Sekumpulan muda
Pada jarak sekitar 50 juta tahun cahaya, Virgo Cluster adalah kelompok galaksi terdekat. Ia terletak di konstelasi zodiak Virgo (The Virgin) dan mengandungi beratus-ratus galaksi, mulai dari galaksi dan lingkaran elips besar dan besar seperti Bima Sakti kita sendiri, hingga galaksi kerdil, beratus-ratus kali lebih kecil daripada saudara besar mereka. Ahli astronomi Perancis Charles Messier memasukkan 16 anggota kluster Virgo dalam katalog nebula yang terkenal. Gambar inti kluster yang diperoleh dengan kamera Wide Field Imager di Observatorium ESO La Silla diterbitkan tahun lalu sebagai Foto PR 04a / 03.
Kumpulan galaksi dipercayai terbentuk dalam jangka masa yang panjang oleh pemasangan entiti yang lebih kecil, melalui tarikan graviti yang kuat dari bahan gelap dan bercahaya. Kluster Virgo dianggap sebagai kelompok yang relatif muda kerana kajian sebelumnya telah menunjukkan "subkluster galaksi" kecil di sekitar galaksi utama Messier 87, Messier 86 dan Messier 49. Sub-cluster ini belum bergabung untuk membentuk lebih padat dan kelompok galaksi yang lebih lancar.
Pemerhatian baru-baru ini menunjukkan bahawa ruang yang disebut "intracluster", wilayah antara galaksi dalam kelompok, diserap oleh "populasi bintang intrakluster" yang jarang, yang dapat digunakan untuk mempelajari secara terperinci struktur kluster.
Pengembara kosmik
Penemuan pertama bintang intrakluster dalam kelompok Virgo dibuat secara kebetulan oleh ahli astronomi Itali, Magda Arnaboldi (Observatorium Torino, Itali) dan rakan-rakannya, pada tahun 1996. Untuk mengkaji lingkaran galaksi yang meluas dalam kelompok Virgo, dengan ESO Baru Teleskop Teknologi di La Silla, mereka mencari objek yang dikenal sebagai "nebula planet" [3].
Nebula planet (PNe) dapat dikesan ke jarak yang jauh dari garis pelepasan kuatnya. Garis pelepasan sempit ini juga memungkinkan untuk mengukur tepat kecepatan radialnya. Planet Nebula dapat berfungsi untuk mengkaji pergerakan bintang di wilayah halo dari galaksi yang jauh.
Dalam kajian mereka, para astronom mendapati beberapa nebula planet nampaknya tidak berkaitan dengan galaksi mana-mana tetapi bergerak di medan graviti seluruh kluster. "Pengembara" ini tergolong dalam populasi bintang yang baru ditemui.
Sejak pemerhatian pertama ini, beberapa ratus pengembara ini telah ditemui. Mereka mesti mewakili puncak gunung es dari populasi bintang yang besar yang berkerumun di antara galaksi dalam kelompok besar ini. Memang, kerana nebula planet adalah tahap akhir bintang berjisim rendah biasa - seperti Matahari kita - mereka mewakili populasi bintang secara umum. Dan kerana nebula planet agak pendek (beberapa puluhan ribu tahun - letupan pada skala waktu astronomi), para astronom dapat menganggarkan bahawa satu bintang dalam kira-kira 8,000 juta bintang jenis solar dapat dilihat sebagai nebula planet pada waktu tertentu. Oleh itu, mesti ada sebilangan bintang yang dapat dibandingkan di antara galaksi seperti di galaksi itu sendiri. Tetapi kerana mereka diencerkan dalam jumlah yang besar, mereka hampir tidak dapat dikesan.
Kerana bintang-bintang ini biasanya tua, penjelasan yang paling mungkin untuk kehadiran mereka di ruang intrakluster adalah bahawa mereka terbentuk di dalam galaksi individu, yang kemudiannya dilucutkan banyak bintang mereka semasa pertemuan dekat dengan galaksi lain semasa peringkat awal pembentukan gugus. Bintang-bintang "yang hilang" ini kemudiannya tersebar ke ruang intrakluster di mana kita sekarang menjumpainya.
Oleh itu, nebula planet dapat memberikan pegangan unik pada bilangan, jenis bintang dan gerakan di kawasan yang mungkin mempunyai sejumlah besar jisim. Gerakan mereka mengandungi catatan fosil sejarah interaksi galaksi dan pembentukan gugus galaksi.
Mengukur kelajuan bintang yang mati
Pasukan ahli astronomi antarabangsa [2] melangkah lebih jauh untuk membuat kajian terperinci mengenai gerakan nebola planet dalam kelompok Virgo untuk menentukan struktur dinamiknya dan membandingkannya dengan simulasi berangka. Untuk tujuan ini, mereka menjalankan program penelitian yang menantang, yang bertujuan untuk mengesahkan calon nebula planet intrasluster yang mereka temukan sebelumnya dan mengukur kecepatan radial mereka di tiga wilayah yang berbeda ("bidang tinjauan") dalam inti kelompok Virgo.
Ini jauh dari tugas yang mudah. Pelepasan dalam garis pelepasan Oksigen utama dari nebula planet di Virgo sebanding dengan pelepasan bola lampu 60 Watt pada jarak sekitar 6.6 juta kilometer, kira-kira 17 kali jarak purata ke Bulan. Selanjutnya, sampel nebula planet intrasluster jarang, dengan hanya beberapa puluh nebula planet dalam seperempat medan langit persegi - kira-kira seukuran Bulan. Oleh itu, pemerhatian spektroskopi memerlukan teleskop kelas 8 meter dan spektrograf dengan bidang pandangan yang luas. Oleh itu, para astronom harus bergantung pada spektrograf FLAMES-GIRAFFE pada VLT [4], dengan resolusi spektrumnya yang relatif tinggi, bidang pandang 25 arcmin dan kemungkinan untuk mengambil hingga 130 spektrum sekaligus.
Ahli astronomi mengkaji sejumlah 107 bintang, di antaranya 71 diyakini sebagai calon planet intrakluster yang asli. Mereka memerhatikan antara 21 dan 49 objek secara serentak selama kira-kira 2 jam setiap bidang. Tiga bahagian inti Virgo yang disurvei mengandungi beberapa galaksi terang (Messier 84, 86, 87, dan NGC 4388) dan sebilangan besar galaksi yang lebih kecil. Mereka dipilih untuk mewakili entiti kelompok yang berbeza.
Pengukuran spektroskopi dapat mengesahkan sifat intrakluster 40 nebula planet yang dikaji. Mereka juga memberikan banyak pengetahuan mengenai struktur bahagian kluster Virgo ini.
Dalam pembikinan
Di medan pertama berhampiran Messier 87 (M87), para astronom mengukur halaju rata-rata mendekati 1250 km / s dan penyebaran yang agak kecil di sekitar nilai ini. Sebilangan besar bintang di medan ini secara fizikal terikat pada galaksi M87 yang terang, dengan cara yang sama seperti Bumi yang terikat dengan Matahari. Magda Arnaboldi menjelaskan: "Kajian ini telah mengarah pada penemuan yang luar biasa bahawa Messier 87 memiliki lingkaran cahaya bintang dalam kira-kira keseimbangan dinamis hingga sekurang-kurangnya 65 kpc, atau lebih dari 200.000 tahun cahaya. Ini lebih dari dua kali ukuran galaksi kita sendiri, Bima Sakti, dan tidak diketahui sebelumnya. "
Penyebaran halaju yang diperhatikan di medan kedua, yang jauh dari galaksi terang, lebih besar daripada yang pertama dengan faktor empat. Penyebaran yang sangat besar ini, yang menunjukkan bintang bergerak dalam arah yang sangat berbeza pada kelajuan yang berbeza, juga memberitahu kita bahawa medan ini kemungkinan besar mengandungi banyak bintang intrakluster yang gerakannya hampir tidak dipengaruhi oleh galaksi besar. Data baru menunjukkan sebagai kemungkinan menggembirakan bahawa populasi bintang intrakluster ini dapat menjadi sisa dari gangguan galaksi kecil ketika mereka mengorbit M87.
Taburan halaju di medan ketiga, seperti yang disimpulkan dari spektrum FLAMES, sekali lagi berbeza. Halaju menunjukkan substruktur yang berkaitan dengan galaksi besar Messier 86, Messier 84 dan NGC 4388. Kemungkinan besar, sebahagian besar semua nebula planet ini tergolong dalam lingkaran yang sangat luas di sekitar Messier 84.
Ortwin Gerhard (University of Basel, Switzerland), anggota pasukan, sangat gembira: “Secara bersamaan, pengukuran halaju ini mengesahkan pandangan bahawa Cluster Virgo adalah kelompok galaksi yang sangat tidak seragam dan tidak santai, yang terdiri dari beberapa subunit. Dengan spektrograf FLAMES, kita dapat menyaksikan gerakan di Virgo Cluster, pada saat subunitnya masih bersatu. Dan ini pasti pemandangan yang patut dilihat! "
Maklumat lanjut
Hasil yang disajikan dalam Siaran Akhbar ESO ini didasarkan pada makalah penelitian ("The Line-of-Sight Velocity Distribution of Intracluster Planetary Nebulae in the Virgo Cluster Core" oleh M. Arnaboldi et al.) Yang baru saja muncul di jurnal penyelidikan. Astrophysical Journal Letters Vol. 614, hlm. 33.
Catatan
[1]: Siaran Akhbar Universiti Basel mengenai topik ini boleh didapati di http://www.zuv.unibas.ch/uni_media/2004/20041022virgo.html.
[2]: Anggota pasukan adalah Magda Arnaboldi (INAF, Osservatorio di Pino Torinese, Itali), Ortwin Gerhard (Astronomisches Institut, Universit? T Basel, Switzerland), Alfonso Aguerri (Instituto de Astrofisica de Canarias, Sepanyol), Kenneth C. Freeman (Mount Stromlo Observatory, ACT, Australia), Nicola Napolitano (Kapteyn Astronomical Institute, Belanda), Sadanori Okamura (Dept astronomi, Universiti Tokyo, Jepun), dan Naoki Yasuda (Institut Penyelidikan Sinar Kosmik, Universiti) dari Tokyo, Jepun).
[3]: Nebula planet adalah bintang seperti Matahari dalam fasa mati terakhir di mana mereka mengeluarkan lapisan luar mereka ke ruang sekitarnya. Pada masa yang sama, mereka melancarkan inti bintang kecil dan panas mereka yang muncul sebagai "bintang kerdil putih". Sampul yang dikeluarkan diterangi dan dipanaskan oleh inti bintang dan memancarkan dengan kuat garis-garis pelepasan ciri beberapa unsur, terutamanya oksigen (pada panjang gelombang 495.9 dan 500.7 nm). Nama mereka berasal dari fakta bahawa beberapa objek di dekatnya, seperti "Dumbbell Nebula" (lihat Foto PR ESO 38a / 98) menyerupai cakera planet raksasa di tata surya ketika dilihat dengan teleskop kecil.
[4]: FLAMES, Spectrograph Multi-Element Fiber Large Array, dipasang di Teleskop Unit VLT KUEYEN 8.2-m. Ia dapat melihat spektrum sebilangan besar objek individu, samar (atau kawasan langit kecil) secara serentak dan meliputi medan langit dengan diameter tidak kurang dari 25 arcmin, iaitu, hampir sama besarnya dengan Bulan purnama. Ini adalah hasil kerjasama antara ESO, Observatoire de Paris-Meudon, Observatoire de Gen? Ve-Lausanne, dan Anglo Australian Observatory (AAO).
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
