***
Štefánikova hvězdárna
observatory.cz > Novinky z astronomie > Obří vodíková bublina nad galaktickou rovinou

Obří vodíková bublina nad galaktickou rovinou

Vzdálený vesmír 18.2.2006 Ivan Havlíček

Astronomové Yurii Pidopryhora, Jay Lockman a Joseph Shields z observatoře NRAO a z univerzity v Ohiu ohlásili na setkání Americké astronomické společnosti ve Washingtonu, DC. v lednu 2006 objev obří oblasti vodíku plovoucí cca 10 000 l.y. nad rovinou Galaxie. Obří vodíková bublina má hmotnost odpovídající milionu Sluncí a do svého místa byla pravděpodobně vytlačena explozemi supernov a intenzivním hvězdným větrem mladých hvězd nám neviditelné obří hvězdokupy ve spirálním rameni Galaxie.

Galaxie – kompaktní seskupení hvězd, mezihvězdné látky a temné hmoty. Galaxie se liší svou strukturou (spirální, eliptické, nepravidelné...), vyzařovaným výkonem (neaktivní, aktivní, rádiové, Seyfertovy...) a zejména svojí hmotností. Hmotnost je udávána v miliardách až stovkách miliard hmotností Slunce. Galaxie jsou obvykle součástmi vyšších celků jako jsou kupy, nadkupy, vlákna a stěny.
Trpasličí galaxie – objekt sestávající z hvězd a mezihvězdné látky. Jsou v něm zastoupeny hvězdy ve všech fázích hvězdného vývoje, tedy objekty nejrůznějšího stáří. Dnes známé trpasličí galaxie jsou gravitačně vázány na velké spirální galaxie a jejich hmotnost dosahuje zpravidla maximálně setiny hmotnosti mateřské galaxie.
LMC – Large Magellanic Cloud, Velké Magellanovo mračno. Trpasličí souputník naší Galaxie ve vzdálenosti 180 000 l.y. Jde o nádherný objekt viditelný spolu s Malým Magellanovým mračnem na jižní obloze.
Slapové chvosty – oblasti mezihvězdné látky vytrhávané z hvězdných struktur při prolínání (srážkách) galaxií. Následně zde dochází k bouřlivému vzniku nových hvězd. Slapové chvosty sestávají oproti původním galaxiím z mnohem řidšího materiálu, zejména z plynu a jsou výrazněji pozorovatelné v radiovém oboru spektra.
GBT – Green Bank Telescope, radioteleskop Roberta C. Byrda v Green Bank v Západní Virginii (79° 50' 23,42” západní délky, 38° 25' 59,26” severní šířky). Průměr antény je dle použitého radiového okna 100÷110 m. Radioteleskop je největším pohyblivým zařízením tohoto druhu na světě. Lze tak snímat celou oblohu od výšky 5° nad obzorem. Na rozdíl od většiny klasických antén je jeho talíř asymetrickým výřezem z paraboloidu o průměru 208 m a optická osa prochází 4 m od okraje antény.
VLA – Very Large Array, síť 27 radioteleskopů poskládaných do tvaru písmene Y umístěná v Socorru v Novém Mexiku. Průměr jedné antény je 25 metrů, hmotnost 230 tun. Elektronicky zpracovaná data poskytují rozlišení odpovídající základně 36 kilometrů a citlivost odpovídající jednomu dalekohledu o průměru 130 metrů. Síť provozuje National Radio Astronomy Observatory (NRAO) od roku 1980.
NRAO – National Radio Astronomy Observatory, staví a spravuje největší radioteleskopy současnosti. Pod správu NRAO patří radioteleskop v Green Bank, sítě VLA a VLBA a spolu s Evropskou jižní observatoří staví radioteleskopickou síť ALMA.

Vodíková superbublina nad rovinou Galaxie. Poloha sluneční soustavy je označena bílým bodem. Umělecká vize: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.


Energie, kterou vodíková superbublina spotřebovala na opuštění spirálního ramene, aby dosáhla dnešní polohy, odpovídá řádově stu explozím supernov. Vodíková superbublina byla objevena složením velkého množství malých radiových snímků pořízených radioteleskopem GBT.


Stometrový radioteleskop v Green Bank. Zdroj: GBT Homepage.


Superbublina je od sluneční soustavy vzdálena 23 000 l.y. Galaxie je tradičně popisována jako velmi tenký disk o průměru 100 000 l.y., ve kterém je většina svítící hmoty uspořádána do spirálních ramen. Oblasti mezihvězdné látky, v níž největší část tvoří vodíkový plyn, byly mnohokrát pozorovány i mimo spirální ramena. Nově objevená obří bublina je však extrémně velká a výrazně mimo galaktickou rovinu. Mechanizmus, kterým se do své nynější polohy vodíkový oblak dostal, musel být také velmi mohutný. Takovým dějem schopným vytrhnout množství plynu v tomto měřítku může být prolínání obřích hvězdných struktur, které pak za sebou zanechávají stopu mezihvězdné látky. Jsou známy slapové chvosty táhnoucí se po oběžných drahách trpasličích galaxií. Také jsou u jiných galaxií v radiovém oboru pozorována oblaka mezihvězdného plynu jako důsledek prolínání galaktických struktur v minulosti.


Optický obraz NGC 2782 s vyznačením míst vzniku mladých hvězd ve dvou slapových chvostech. V obou chvostech lze nalézt stejně mladé hvězdokupy. NGC 2782 je vzdálena 111 milionů l.y. v souhvězdí Rysa. Dvě galaxie srovnatelných hmotností se prolnuly před cca 200 miliony let. Zdroj: Space and Earth Science 2006.

Superbublina však sestává pouze z plynu. Nebyly v ní prozatím nalezeny hvězdy či jiná hustší mezihvězdná látka. Vyloučení vodíku mimo galaktickou rovinu tady muselo být způsobeno jinak. Jedním z nabízejících se mechanizmů by mohlo být odtlačování plynu hvězdným větrem podobně jako to můžeme pozorovat u komplexu N44 v LMC.


Komplex N44 – vnitřní bublina velikosti 325×250 l.y. Jde o část LMC vzdálenou 150 000 l.y. Bublinu vytvořila skupina obřích hvězd, které odtlačily okolní mezihvězdnou látku svým hvězdným větrem. Bublina byla vytvořena během cca 10 milionů let. Jde o jediný objekt tohoto druhu, u kterého lze přímo pozorovat jeho vývoj. Objekt je zobrazen ve falešných barvách vyjadřujících koncentraci (tlak) mezihvězdné látky. Zejména zde jde o ionizovaný vodík, méně je zastoupen kyslík a síra. Obraz byl vytvořen na základě dat ze spektrografu GMOS na jižní observatoři Gemini na na Cerro Pachón v Chile. Zdroj: Space and Earth Science 2006.


Doba vzniku nově nalezené vodíkové superbubliny se odhaduje mezi 10÷30 milionů let. Jde tedy o velmi mladý útvar. Studováním této oblasti lze výrazně upřesnit mechanizmy vývoje naší Galaxie a podobných obřích spirálních struktur. Většina našeho světa má počátek ve hvězdách. Všechny prvky těžší než helium byly vytvořeny uvnitř hvězd a do mezihvězdného prostředí byly rozprášeny při explozích v závěru hvězdného vývoje. Pokud lze v Galaxii nalézt tak obří vodíkový útvar mimo galaktickou rovinu, který tam vymetly exploze supernov, je zřejmé, že k mísení mezihvězdné látky dochází v Galaxii ve škále mnohem větších měřítek, než se dosud předpokládalo. Například celá sluneční soustava nemusela vzniknout jen z látky vytvořené při explozích místních supernov, ale její stavební materiál mohl být vytvořen v nejrůznějších částech Galaxie. Objevení obří vodíkové superbubliny je potvrzením, že Galaxie je neustále se vyvíjející velmi dynamickou strukturou.


Slapové chvosty v komplexu M81. Levý obrázek ukazuje rozložení hvězd a materiálu svítícího ve viditelném světle, pravý je rádiovým záznamem na vlně 21 cm. Zde je zřetelné rozložení H I oblastí propojujících ve velkém měřítku hustou mezihvězdnou hmotu jednotlivých galaxií. Zdroj: Sloan Digital Sky Survey a Very Large Array.

Vzdálený vesmír 18.2.2006 Ivan Havlíček