kääpiögalaksi

RGG 118 ja avaruuden pikkujättiläinen

Ke, 08/12/2015 - 12:51 By Markus Hotakainen
Pieni supermassiivinen musta aukko

340 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitsevassa kääpiögalaksissa on monien muiden tähtijärjestelmien tapaan supermassiivinen musta aukko. Michiganin yliopiston tähtitieteilijöiden tekemien havaintojen mukaan se ei kuitenkaan ole erityisen "super" eikä "massiivinen", vaan lajissaan pienin tunnettu.

Yleensä galaksien keskustoissa lymyävät mustat aukot ovat massaltaan miljoonia tai miljardeja kertoja Aurinkoa massiivisempia. RGG 118 -kääpiögalaksin keskuskurimuksella on massaa vain 50 000 kertaa enemmän kuin Auringolla.

RGG 118 on itsekin niin pieni, ettei se todennäköisesti ole koskaan sulautunut toisten galaksien kanssa. Suurempien galaksien sen sijaan arvellaan muodostuneen törmäysten seurauksena.

"Tällaiset pikkugalaksit antavat käsityksen varhaisen maailmankaikkeuden galakseista", sanoo Vivienne Baldassare Michiganin yliopistosta. "Esimerkiksi Linnunradan tapauksessa emme tiedä, millainen se oli nuoruudessaan."

Kääpiögalaksista tehtiin havaintoja sekä Chandra-röntgenavaruusteleskoopilla että Chilessä sijaitsevalla 6,5-metrisellä Clay-teleskoopilla. Jälkimmäisellä selvitettiin mustan aukon massa tarkkailemalla galaksin keskuksessa olevan kaasun liikkeitä. Röntgenalueen havainnot puolestaan kertoivat aukkoon syöksyvän aineen määrän.

"Löytämämme musta aukko on aktiivinen ja röntgenhavaintojen perusteella se näyttää ahmivan ainetta samaan tahtiin kuin paljon massiivisempien galaksien aktiiviset aukot", Baldassare toteaa.
 
"Pieni supermassiivinen musta aukko käyttäytyy samalla tavalla kuin isommat, joissakin tapauksissa hyvin paljon isommat, serkkunsa", tutkijaryhmään kuulunut Amy Reines arvioi. "Se kertoo meille, että mustat aukot kasvavat samalla tavalla koosta riippumatta."
 
Toistaiseksi tähtitieteilijät eivät kuitenkaan tiedä, miten supermassiiviset mustat aukot muodostuvat. Yhden hypoteesin mukaan ne saavat alkunsa jättimäisistä kaasupilvistä, toisen mukaan noin sata kertaa Aurinkoa massiivisemmista tähdistä.
 
RGG 118 -kääpiögalaksin mustaa aukkoa tutkimalla saadaan kenties viitteitä siitä, kumpi teoria on oikea.

Pikkujättiläisestä kerrottiin Michiganin yliopiston uutissivuilla ja Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuvat: Chandra X-ray Observatory (otsikkokuva), Vivienne Baldassare/University of Michigan

Miljoona uutta tähteä

Ti, 06/09/2015 - 21:32 By Markus Hotakainen

Naapurigalaksissamme kuhisee. Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt NGC 5253 -luettelonimellä tunnetusta galaksista massiivisen kaasu- ja pölypilven, jonka uumenissa on muodostumassa yli miljoonan tähden joukko.

NGC 5253 on Kentaurin tähdistön suunnassa noin 11 miljoonan valovuoden etäisyydellä sijaitseva kääpiögalaksi. Nyt havaitussa ultranuoressa tähtijoukossa on noin 7 000 kaikkein kirkkaimpaan O-spektriluokkaan kuuluvaa tähteä, joista kukin on miljoona kertaa Aurinkoa valovoimaisempi. Silti niitä on miltei mahdoton nähdä. 

Joukon sisuksiinsa kätkevässä "D"-pilvessä on runsaasti pölyä, joka on peräisin nuorista, kuumista tähdistä. Pöly peittää tähdet näkyvistä, mutta tutkijat pääsivät kurkistamaan pilven sisään Chilessä sijaitsevalla ALMA-radioteleskoopilla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), joka toimii alimillimetrialueella (pikkukuva). 

Tähtijoukkojen synnyssä ei ole mitään poikkeuksellista ja nyt tutkitussa galaksissakin on satoja eri-ikäisiä tähtiryppäitä. Erikoista on se, että tässä tapauksessa kyse on pallomaisesta tähtijoukosta. 

Esimerkiksi Linnunradassa sellaisia ei ole muodostunut kymmeneen miljardiin vuoteen, mutta NGC 5253:n joukolla on ikää vain noin kolme miljoonaa vuotta. Tutkijat arvioivat, että syntyprosessi on saanut alkunsa, kun galaksi ohitti lähietäisyydeltä kookkaamman M83-galaksin. 

Kääpiögalaksi NGC 5253 poikkeaa muutenkin Linnunradasta. Omassa kotigalaksissamme suurten kaasu- ja pölykasaumien massasta alle viisi prosenttia päätyy tähdiksi, mutta D-pilvessä prosenttiluku on vähintään 50. Yli puolet pilvestä tiivistyy massiivisiksi tähdiksi. 

Sen lisäksi pilvessä on hyvin paljon, noin 15 000 Auringon massan verran pölyä. Myös pimeän aineen määrä on suuri, arviolta yhdeksänkertainen tavallisen aineen määrään verrattuna. Linnunradassa pimeää ainetta on paljon vähemmän.

Kun nuoren joukon massiiviset tähdet alkavat räjähdellä supernovina vain joidenkin miljoonien tai kymmenien miljoonien vuosien sisällä, kaasu- ja pölypilvi hajoaa ja tähtien sisuksissa syntyneet raskaammat alkuaineet leviävät avaruuteen seuraavien tähtisukupolvien rakennusmateriaaliksi. 

Oudosta tähtijoukosta kerrottiin Tel Avivin yliopiston uutissivuilla ja sitä koskeva tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/ESA/Hubble/J. L. Turner et al.

 

Linnunrata aaltoilee

Ke, 03/11/2015 - 22:56 By Markus Hotakainen

Juuri kun luulimme selvinneemme 800 miljoonan valovuoden etäisyydellä tapahtuneesta galaksijoukkojen kolarista, tutkijat ovat todenneet, että Linnunratakin on rutussa. Ja lisäksi kotigalaksimme on paljon aiemmin arvioitua isompi.

Havainnot eivät ole uusia, sillä nyt julkaistu tutkimus perustuu vuosituhannen alussa käynnistyneeseen Sloan Digital Sky Survey -kartoitukseen. Aineiston pohjalta saatiin jo vuonna 2002 selville, että Linnunradan tason ulkopuolella on tähtien muodostama paksu rengas. Tässä ei kuitenkaan ollut vielä kaikki…

"Rengas" on todellisuudessa osa Linnunradan kiekkoa eikä se itse asiassa edes ole rengas, vaan yksi galaksin ulkolaidan poimuista. Tutkimusta johtaneen Heidi Newbergin mukaan poimuja on vähintään neljä ja ne muuttavat käsityksemme Linnunradan olemuksesta. Se ei ole litteä tähtien ja kaasun muodostama kiekko, vaan sen reunat aaltoilevat.

Havaintoaineistoa on toistaiseksi melko kapeasta sektorista, mutta todennäköisesti poimuileva rakenne kiertää koko galaksin. Koska se on selkeästi osa Linnunradan kiekkoa, galaksimme läpimitta kasvoi kertaheitolla vähintään 50 prosentilla. Kun Linnunradan halkaisijaksi arvioitiin aikaisemmin noin 100 000 valovuotta, sillä onkin mittaa ainakin 150 000 valovuotta.

Kun Linnunradan keskuksesta matkataan ulommas, noin 50 000 valovuoden etäisyydellä tähtien lukumäärä vähenee selvästi. 60 000 valovuoden päässä niitä on taas enemmän ja tämä tihentymä miellettiin erilliseksi renkaaksi. Se on kuitenkin palanen poimusta, jossa osa tähdistä on Linnunradan tason yläpuolella ja osa alapuolella. Eikä tihentymä ole ainoa laatuaan.

Niille ehdittiin antaa jo nimiäkin, kuten Yksisarvisen ja Kolmion-Andromedan rengas, mutta kuten otsikkokuvan kaaviosta näkyy, ne ovat itse asiassa aaltoja. Ja niitä on ainakin neljä. Yksisarvisen renkaan sisäpuolella olevaa tihentymää pidettiin tovi hajonneen kääpiögalaksin jäänteenä, mutta tuore tutkimus paljasti myös sen todellisen luonteen.

 

 

Ajatus kääpiögalaksista ei kuitenkaan ollut kovin kaukaa haettu, sillä aaltoilun aiheuttajaksi uumoillaan Linnunradan tason läpi kulkenutta pientä seuralaisgalaksia. Samanlainen ilmiö näkyy vedenpinnalla, kun lampeen heittää pienen kiven – mittakaava vain on aivan toista luokkaa.

Toinen mahdollinen syypää aaltoiluun saattaa olla pimeän aineen tiheydenvaihtelu, joten kartoittamalla poimuttumista tarkemmin saadaan kenties tietoa pimeän aineen jakaumasta Linnunradassa.

Poimut ovat sijoittuneet melko tasaisin välein eri etäisyyksille: sisin on 6 500 valovuoden, toinen noin 16 000 valovuoden, kolmas vajaan 30 000 valovuoden ja uloin hieman yli 45 000 valovuoden päässä Linnunradan keskuksesta. Ja on mahdollista, että poimuttuminen jatkuu vielä kauemmaskin. Joka tapauksessa jo nyt löytyneet rakenteet tekevät kotigalaksistamme paljon luultua kookkaamman.

Tutkimustuloksista kerrotaan RPI:n (Rensselaer Polytechnic Institute) uutissivuilla sekä Astrophysical Journalissa julkaistussa artikkelissa.