V znanstvenofantastični televizijski oddaji iz šestdesetih let prejšnjega stoletja “Izgubljeni v vesolju” se majhna družina planetarnih kolonistov ujame in izgubi v naši galaksiji. Toda resnica se razlikuje od fikcije, ko gre za Vesoljski teleskop Hubble Ugotovite. Po zaslugi Hubbla astronomi zdaj poznajo cele družine zvezd – in morda njihove planetarne sisteme –, ki sploh nimajo galaksije, ki bi jo lahko imenovali dom. živimo v propadu galaksija Mlečna cesta, kraljestvo zvezd. Toda številne zvezde tavajo znotraj ogromnih jat stotin ali tisočev galaksij. Te zvezde niso gravitacijsko vezane na nobeno galaksijo v kopici. Nočno nebo bi se vsakemu prebivalcu, ki kroži okoli svojega matičnega sonca, zdelo črnilo črno in brez zvezd, razen rahlega mehkega sijaja sosednjih galaksij, ki poprajo nebo.
Skupaj medlo razpršeni sij teh svojeglavih zvezd tvori ozadje, imenovano svetloba znotraj gruče, ki je dokaz, da se skrivajo naokoli. Čeprav je prvi namig prišel leta 1951, lahko Hubble zlahka zazna to svetlobo, tudi če je 1/10.000 svetlosti nočnega neba, kot ga vidijo zemeljski teleskopi. Pred milijardami let bi bile galaksije manjše, kot so danes, in verjetno bi zaradi šibkejšega gravitacijskega vlečenja veliko lažje kopičile zvezde. (Hitrost pobega iz naše Rimske ceste je več kot 1 milijon milj na uro). Razumevanje izvora svetlobe znotraj jate lahko astronomom da nov vpogled v zgodovino sestavljanja celotnih jat galaksij.
To so slike vesoljskega teleskopa Hubble dveh ogromnih jat galaksij, imenovanih MOO J1014+0038 (leva plošča) in SPT-CL J2106-5844 (desna plošča). Umetno dodana modra barva je prevedena iz Hubblovih podatkov, ki so zajeli pojav, imenovan svetloba znotraj gruče. Ta izredno šibek sij sledi gladki porazdelitvi svetlobe razpršenih potepuških zvezd v kopici. Zvezde so bile pred milijardami let izvržene iz svojih matičnih galaksij in zdaj lebdijo skozi medgalaktični prostor. Zasluge: Znanost: NASA, ESA, STScI, James Gee (Univerza Yonsei), obdelava slik: Joseph DePasquale (STScI)
Hubblov vesoljski teleskop ugotavlja, da svetloba duhov med galaksijami sega daleč nazaj v preteklost
V ogromnih jatah na stotine ali tisoče galaksij neštete zvezde tavajo med galaksijami kot izgubljene duše in oddajajo srhljivo meglico svetlobe. Te zvezde niso gravitacijsko vezane na nobeno galaksijo v kopici.
Mučno vprašanje za astronome je bilo: Kako so zvezde sploh postale tako razpršene po kopici? Več tekmujočih si teorij vključuje možnost, da so bile zvezde izvržene iz galaksij v jati ali da so bile razmetane po združitvi galaksij ali da so bile prisotne v letih nastajanja jate pred več milijardami let.
Nedavna infrardeča raziskava iz NASAVesoljski teleskop Hubble, ki je iskal to tako imenovano “svetlobo znotraj gruče”, meče novo luč na skrivnost. Nova Hubblova opazovanja kažejo, da te zvezde tavajo naokoli milijarde let in niso produkt nedavne dinamične dejavnosti znotraj galaktične jate, ki bi jih izključila iz običajnih galaksij.
Raziskava je zajela 10 jat galaksij, oddaljenih približno 10 milijard svetlobnih let. Te meritve je treba opraviti iz vesolja, ker je šibka svetloba znotraj gruče 10.000-krat šibkejša kot na nočnem nebu, gledano s tal.
Raziskava kaže, da delež svetlobe znotraj gruče glede na celotno svetlobo v gruči ostaja nespremenjen, če pogledamo v preteklost na milijarde let. “To pomeni, da so bile te zvezde brez doma že v zgodnjih fazah nastanka kopice,” je dejal James Gee z univerze Yonsei v Seulu v Južni Koreji. Njegovi rezultati so bili objavljeni v številki 5. januarja Narava revija.
Slika jat galaksij MOO J1014+0038 (leva plošča) in SPT-CL J2106-5844 (desna plošča), posneta s Hubblovo širokokotno kamero 3, z barvnimi tipkami, puščicami kompasa in lestvicami za referenco.
Ta slika prikazuje bližnje infrardeče valovne dolžine svetlobe. Barvni ključ prikazuje, kateri filter je bil uporabljen pri zbiranju svetlobe. Barva vsakega imena filtra je barva, ki se uporablja za predstavitev valovne dolžine, ki prehaja skozi ta filter.
Grafika kompasa označuje orientacijo predmeta na nebesni krogli. Sever se nanaša na nebesni pol, ki ni fiksna točka na nebu, ampak se trenutno nahaja blizu zvezde Polaris v cirkumpolarnem ozvezdju Malega medveda. Astronomske koordinate ustrezajo zemeljski karti, čeprav sta vzhod in zahod premaknjena, ker gledamo navzgor in ne navzdol.
Lestvice so označene v svetlobnih letih (ly) in parsekih (pc).
Svetlobno leto je razdalja, ki jo svetloba prepotuje v enem zemeljskem letu. (Svetloba potrebuje 100.000 let, da prepotuje razdaljo, ki je enaka dolžini palice.) Eno svetlobno leto je približno 5,88 bilijona milj ali 9,46 bilijona kilometrov.
Parsec je tudi merilo za dolžino ali razdaljo. En parsek je približno enak 3,26 svetlobnih let.
Upoštevajte, da se razdalje v svetlobnih letih in parsekih, prikazane na tej lestvici, nanašajo na jato galaksij, ne na predmete v ospredju ali ozadju.
Zasluge: Znanost: NASA, ESA, STScI, James Gee (Univerza Yonsei), obdelava slik: Joseph DePasquale (STScI)
Ko se galaksija premika skozi plinasto snov v prostoru med galaksijami, se lahko zvezde razpršijo zunaj svojega galaktičnega rojstnega mesta, ko kroži okoli središča jate. Pri tem upor potiska plin in prah iz galaksije. Vendar pa na podlagi nove Hubblove raziskave Gee izključuje ta mehanizem kot glavni vzrok za nastajanje zvezd znotraj gruče. To je zato, ker se bo prisotna frakcija svetlobe znotraj gruče sčasoma povečala, če je odstranjevanje glavni akter. Vendar to ne velja za nove Hubblove podatke, ki kažejo stalen delež skozi milijarde let.
“V resnici ne vemo, kaj jih je naredilo brezdomce. Sedanje teorije ne morejo razložiti naših rezultatov, vendar so bili nekako proizvedeni v velikih količinah v zgodnjem vesolju,” je dejal Gee. “V svojih zelo zgodnjih letih so bile galaksije morda zelo majhne in so zelo zlahka odpihnile zvezde zaradi šibkega gravitacijskega prijema.”
“Če sledimo izvoru zvezd znotraj jate, nam bo to pomagalo razumeti zgodovino sestavljanja celotne jate galaksij in lahko služijo kot vidni sledilci temne snovi, ki obdaja jato,” je dejal K Hyungjin Joo z univerze Yonsei, prvi avtor knjige papir. Temna snov je nevidni oder vesolja, ki drži skupaj galaksije in jate galaksij.
Če so bile tavajoče zvezde ustvarjene z relativno nedavno igro fliperja med galaksijami, niso imele dovolj časa, da bi se razpršile po gravitacijskem polju jate, zato porazdelitev temne snovi jate ni zaznana. Toda če bi se zvezde rodile v zgodnjih letih kopice, bi bile raztresene po kopici. To bi astronomom omogočilo, da uporabijo svojeglave zvezde za preslikavo porazdelitve temne snovi v kopici.
Tehnika je nova in dopolnjuje tradicionalno metodo kartiranja temne snovi z merjenjem, kako celotna kopica popači svetlobo od predmetov v ozadju zaradi pojava, imenovanega gravitacijsko lečanje.
Svetlobo znotraj jate je leta 1951 prvič zaznal Fritz Zwicky v jati galaksij Coma, ki je poročal, da je eno njegovih najbolj zanimivih odkritij opazovanje svetleče, šibke medgalaktične snovi v jati. Ker je jata Coma, ki vsebuje najmanj 1000 galaksij, ena od Zemlji najbližjih jat (330 milijonov svetlobnih let), je Zwicky lahko zaznal svetlobo duhov celo s skromnim 18-palčnim teleskopom.
Nasinih vesoljski teleskop james webbZmogljivost bližnjega infrardečega spektra in občutljivost bosta razširila iskanje zvezd znotraj jate globlje v vesolje in tako naj bi pomagala rešiti skrivnost.
Sklic: “Intracluster Light already Abundant at Redshifts Beyond Unity” avtorja Hyungjin Joo in M. James Ji, 4. januar 2023, na voljo tukaj Narava,
DOI: 10.1038/s41586-022-05396-4
Vesoljski teleskop Hubble je projekt mednarodnega sodelovanja med Naso in Eso. Nasin center za vesoljske polete Goddard v Greenbeltu v Marylandu upravlja teleskop. Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop (STScI) v Baltimoru v Marylandu izvaja znanstvene operacije Hubble in Webb. STScI za Naso upravlja Konzorcij univerz za raziskave v astronomiji v Washingtonu, D.C.
