Zagadka historii Obłoków Magellana

Obłoki Magellana - dwie pobliskie galaktyki karłowate dobrze widoczne gołym okiem na południowym niebie - są kluczem do zrozumienia dynamiki i ewolucji Grupy Lokalnej galaktyk. Czy dokładne spojrzenie w zewnętrzne obszary tych galaktyk pomoże nam lepiej zrozumieć skomplikowaną historię ich wzajemnych interakcji?

Wielki i Duży Obłok Magellana (SMC i LMC) są dosyć dobrze zbadane, ale wciąż jeszcze wiele o nich nie wiadomo. Nie wiemy na przykład, skąd wziął się tak zwany Strumień Magellaniczny - pas neutralnego wodoru, który ciągnie się za Obłokami Magellana na ponad pół miliona lat świetlnych. Początkowo sądzono, że Strumień jest wynikiem interakcji pływowych zachodzących podczas bliskich spotkań Obłoków z Drogą Mleczną. Precyzyjne badania ruchów galaktyk wykazały jednak, że LMC i SMC albo właśnie przechodzą w pobliżu Drogi Mlecznej po raz pierwszy, albo są też już od wielu miliardów lat na jej orbicie - co sugeruje, że ten strumień materii powinien być raczej skutkiem interakcji pomiędzy samymi dwoma Obłokami.

Jak długo oddziaływały one ze sobą i jak te interakcje kształtowały dwie galaktyki karłowate? Kluczem do zrozumienia ich historii jest obserwacja słabo związanych grawitacyjnie gwiazd położonych na odległych krawędziach Obłoków Magellana. To gwiazdy, które mogą być właśnie wciągane w strumienie pływowe lub inne struktury, gdy bliska obecność jednej z galaktyk zniekształca zewnętrzne rejony drugiej.

Na zdjęciu: Mapa gęstości najstarszych gwiazd otaczających Obłoki Magellana ujawnia rozciągłe struktury wysunięte na północ i na południe od Wielkiego Obłoku Magellana, podczas gdy zachodnie obszary tej galaktyki (widoczne po prawej) są nieco ścięte. Źródło: Mackey et al. 2018

 

Dougal Mackey i jego współpracownicy wykorzystali zdjęcia Obłoków Magellana w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni zdjęcia wykonane przez instrument Dark Energy Camera (DECam), na co dzień służący głównie badaniom ciemnej energii. Pokazały one lepiej słabo widoczne zwykle obrzeża tych galaktyk. Astronomowie mogli dzięki temu ocenić, w jaki sposób różne populacje gwiazd są rozmieszczone w ich zewnętrznych obszarach. Wyznaczone gęstości gwiazd ujawniły obecność wyraźnych podstruktur gwiazdowych na obrzeżach LMC i SMC. Podobne podstruktury wykryto wprawdzie w Wielkim Obłoku Magellana już przedtem, ale po raz pierwszy zauważono je teraz dla obu galaktyk razem, a dodatkowo wydaje się, że mają one ze sobą wiele cech wspólnych.

Ważnym odkryciem jest także to, że populacja gwiazd o wieku średnim w Małym Obłoku Magellana wyraźnie różni się od starej populacji gwiazd w tej galaktyce. Wynik ten sugeruje, że Obłoki Magellana mogą być grawitacyjnie związane już od kilku miliardów lat - co sugeruje, że galaktyki te obecnie po raz pierwszy przechodzą w pobliżu Drogi Mlecznej. Przyszłe prace związane z symulacjami komputerowymi z pewnością pokażą nam bardziej spójny obraz oddziaływań pomiędzy Małym a Wielkim Obłokiem Magellana.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Sky&Telescope

Na zdjęciu powyżej: Największe galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej - Obłoki Magellana.
Źródło: ESO / S. Brunier