Σάββατο, 8 Φεβρουαρίου 2020

Γαλαξίας-τέρας. New Hubble view of gigantic galaxy

Ο γιγάντιος σπειροειδής γαλαξίας UGC 2885 ίσως και να είναι ο μεγαλύτερος γαλαξίας στο κοντινό μας Σύμπαν. Με διάμετρο που αγγίζει τα 500.000 έτη φωτός, δηλαδή τουλάχιστον 2,5 φορές μεγαλύτερη απ’ αυτήν του Γαλαξία μας, αλλά και με δεκαπλάσιο αριθμών άστρων, ο γίγαντας αυτός βρίσκεται 232 εκατ. έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Περσέα. This majestic spiral galaxy might earn the nickname the "Godzilla Galaxy" because it may be the largest known in the local universe. Galaxy UGC 2885 may be the largest one in the local universe. It is 2.5 times wider than our Milky Way and contains 10 times as many stars. This galaxy is 232 million light-years away, located in the northern constellation of Perseus. Credit: NASA, ESA, and B. Holwerda (University of Louisville).

Πώς όμως διογκώθηκε τόσο πολύ ο γαλαξίας αυτός;  Παρόλο που σε πολύ μεγάλες κλίμακες ο χώρος μεταξύ των γαλαξιών διαστέλλεται, γνωρίζουμε ότι σε γενικές γραμμές οι γαλαξίες συγκρούονται μεταξύ τους και ότι οι μεγαλύτεροι από αυτούς διευρύνουν την μάζα και το μέγεθός τους, αφομοιώνοντας άλλους, μικρότερους γαλαξίες, σε μία ατέρμονη διαδικασία συγκρούσεων, συγχωνεύσεων και γαλαξιακού κανιβαλισμού.

Στην διαστημική μας «γειτονιά», για παράδειγμα, ο πλησιέστερος σε μας γιγάντιος σπειροειδής γαλαξίας είναι ο γαλαξίας Ανδρομέδα, ο οποίος υπολογίζεται ότι θα συγκρουστεί και εντέλει θα συγχωνευθεί με τον Γαλαξία μας σε περίπου 4 δισ. χρόνια. Γαλαξιακές συγκρούσεις σαν κι αυτές είναι ιδιαίτερα συχνές στην εξελικτική πορεία του Σύμπαντος. Το γεγονός, μάλιστα, ότι σε σχετικά μικρές αποστάσεις η βαρυτική έλξη μεταξύ δύο ή περισσότερων γαλαξιών μπορεί τοπικά να υπερισχύει της κοσμικής διαστολής, είναι και ο βασικός λόγος που οι περισσότεροι γαλαξίες πολύ σπάνια εμφανίζονται απομονωμένοι μέσα στην απεραντοσύνη του Σύμπαντος. Πραγματικά, κάτω από την αμοιβαία βαρυτική τους έλξη συγκροτούν ομάδες και σμήνη, τα οποία περιλαμβάνουν από μερικές δεκάδες μέχρι και μερικές χιλιάδες γαλαξίες.

Για παράδειγμα, ο Γαλαξίας μας, καθώς και οι γαλαξίες της Ανδρομέδας και του Τριγώνου, είναι οι τρεις μεγαλύτεροι γαλαξίες μίας μικρής ομάδας 50 περίπου γαλαξιών, οι οποίοι κάτω από την αμοιβαία τους βαρύτητα συγκροτούν την επονομαζόμενη Τοπική Ομάδα. Πολύ μεγαλύτερο είναι το Σμήνος της Παρθένου, περίπου 54 εκατ. έτη φωτός μακριά, το οποίο ίσως να περιλαμβάνει ακόμη και 2000 γαλαξίες. Το σμήνος αυτό βρίσκεται στον πυρήνα μίας πολύ μεγαλύτερης δομής, που ονομάζεται Τοπικό Υπερσμήνος και αποτελείται από τουλάχιστον 100 ομάδες και σμήνη γαλαξιών, που περιλαμβάνουν και την Τοπική Ομάδα.

Επομένως, πώς μεγάλωσε τόσο πολύ αυτός ο γαλαξίας; Συγχώνευε άραγε σε βάθος χρόνου άλλους μικρότερους γαλαξίες ή απλά απορροφούσε με την βαρυτική του έλξη αέρια από τον μεσογαλαξιακό χώρο σε μία εξίσου αργή και μακραίωνη διαδικασία; Με δεδομένο ότι ο γαλαξίας αυτός βρίσκεται σε μία σχετικά απομονωμένη περιοχή του Διαστήματος, όπου δεν υπάρχουν άλλοι γαλαξίες, οι αστρονόμοι πιθανολογούν ότι η απάντηση είναι η δεύτερη. Η οριστική απάντηση, ωστόσο, θα δοθεί μόνο με την συστηματική παρατήρηση του εκπληκτικού αυτού γαλαξία. Για τον σκοπό αυτό, ο αστρονόμος Benne Holwerda από το Πανεπιστήμιο Louisville στο Κεντάκι και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούν ήδη το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, προκειμένου να καταμετρήσουν τον αριθμό των σφαιρωτών σμηνών που περιφέρονται γύρω του.

Τα σφαιρωτά σμήνη είναι αστρικά σμήνη, τα οποία απαρτίζονται από μερικές δεκάδες χιλιάδες έως και μερικά εκατομμύρια άστρα μεγάλης ηλικίας, συνωστισμένα κάτω από την αμοιβαία βαρυτική τους έλξη σε μία σφαιρική περιοχή, που συνήθως δεν υπερβαίνει τα 150 έτη φωτός. Τα σφαιρωτά σμήνη κατανέμονται με σφαιρικό περίπου τρόπο στην γαλαξιακή άλω που περιβάλλει τον κάθε γαλαξία. Επειδή, μάλιστα, περιλαμβάνουν τόσα πολλά άστρα, η βαρυτική έλξη που αναπτύσσεται μεταξύ τους είναι αρκετά ισχυρή, διασφαλίζοντας έτσι τη συνοχή τους για δισεκατομμύρια χρόνια.

Εάν, λοιπόν, ο UGC 2885 διεύρυνε την μάζα και το μέγεθός του απλά και μόνο απορροφώντας μεσογαλαξιακά αέρια, θα εμπεριέχει έναν συγκεκριμένο, αλλά σχετικά μικρό αριθμό από σφαιρωτά σμήνη. Εάν, αντιθέτως, οι τεράστιες διαστάσεις του γαλαξία αυτού οφείλονται σε αλλεπάλληλα επεισόδια γαλαξιακού κανιβαλισμού, τότε θα πρέπει να περιβάλλεται από πολλά περισσότερα σφαιρωτά σμήνη, τα οποία αιχμαλώτισε από όλους τους μικρότερους γαλαξίες που αφομοίωσε. Η ανάλυση των σχετικών δεδομένων δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί, πιθανότατα όμως να γνωρίζουμε την απάντηση σχετικά σύντομα.

To kickstart the 30th anniversary year of the NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hubble has imaged a majestic spiral galaxy. Galaxy UGC 2885 may be the largest known in the local universe. It is 2.5 times wider than our Milky Way and contains 10 times as many stars. Despite its gargantuan size, researchers are calling it a 'gentle giant' because it looks as if it has been sitting quietly over billions of years, possibly sipping hydrogen from the filamentary structure of intergalactic space. This is fuelling modest ongoing star birth at a rate half that of our Milky Way. In fact, its supermassive central black hole is also a sleeping giant; because the galaxy does not appear to be feeding on much smaller satellite galaxies, it is starved of infalling gas. A number of foreground stars in our Milky Way can be seen in the image, identified by their diffraction spikes. The brightest appears to sit on top of the galaxy’s disc, though UGC 2885 is really 232 million light-years farther away. The giant galaxy is located in the northern constellation Perseus. The galaxy has also been nicknamed 'Rubin’s Galaxy', after astronomer Vera Rubin (1928–2016), by Benne Holwerda of the University of Louisville, Kentucky, who observed the galaxy with the Hubble Space Telescope. Researchers are still seeking to understand what led to the galaxy’s monstrous size. One clue is that the galaxy is fairly isolated in space and doesn’t have any nearby galaxies to crash into and disrupt the shape of its disc. Did the monster galaxy gobble up much smaller satellite galaxies over time? Or did it just slowly accrete gas to make new stars? Using Hubble’s exceptional resolution, astronomers are counting the number of globular star clusters in the galaxy’s halo — a vast shell of faint stars surrounding the galaxy. An excess of clusters would yield evidence that they were captured from smaller infalling galaxies over many billions of years.

Η εκπληκτική αυτή φωτογραφία δόθηκε στην δημοσιότητα από την NASA και τον ESA στις 6 Ιανουαρίου, με αφορμή την 30ή επέτειο (στις 24 Απριλίου) από την εκτόξευση του γερασμένου, αλλά θρυλικού πλέον διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Εκτός από τον γαλαξία UGC 2885, στην φωτογραφία αυτή απεικονίζονται και αρκετά άστρα του Γαλαξία μας, με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα αυτή την υπέρλαμπρη φωτεινή πηγή στον δίσκο του γαλαξία, που θυμίζει κάπως μία έκρηξη σουπερνόβα. Στην πραγματικότητα πρόκειται για ένα άστρο του Γαλαξία μας, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση μόλις 2.500 ετών φωτός από την Γη και το οποίο παρεμβάλλεται τυχαία ανάμεσα στο τηλεσκόπιο και τον γαλαξία της φωτογραφίας. Πιθανότατα είναι ένα άστρο παρόμοιο, αλλά μεγαλύτερης ηλικίας από τον Ήλιο, καθώς το υδρογόνο στον πυρήνα του πρέπει να εξαντλείται.