Komunikat prasowy

Ciemna strona gromad gwiazd

VLT odkrył nowy rodzaj gromad kulistych

13 maja 2015

Obserwacje wykonane za pomocą należącego do ESO teleskopu VLT w Chile doprowadziły do odkrycia nowej klasy “ciemnych” gromad kulistych gwiazd wokół olbrzymiej galaktyki Centaurus A. Te tajemnicze obiekty wyglądają podobnie do zwykłych gromad, ale zawierają znacznie więcej masy i mogą mieć także zaskakująco duże ilości ciemnej materii albo posiadać masywne czarne dziury – czego się nie spodziewano, ani nie wiadomo dlaczego tak jest.

Gromady kuliste są ogromnymi kulami tysięcy gwiazd, znajdującymi się na orbitach wokół większości galaktyk. Są jednymi z najstarszych znanych systemów gwiazdowych we Wszechświecie i przetrwały przez prawie cały okres wzrostu i ewolucji galaktyk.

Matt Taylor, doktorant na Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile, oraz stypendysta ESO, jest głównym autorem nowych badań. Tak przedstawia temat: „Gromady kuliste i wchodzące w ich skład gwiazdy są kluczami do zrozumienia formowania się i ewolucji galaktyk. Przez dekady astronomowie sądzili, że gwiazdy, z których jest zbudowana konkretna gromada, wszystkie mają ten sam wiek i skład chemiczny – ale teraz wiemy, że to twory dziwniejsze i bardziej skomplikowane.”

Galaktyka eliptyczna Centaurus A (znana także jako NGC 5128) jest najbliższą gigantyczną galaktyką w stosunku do Drogi Mlecznej i może zawierać nawet 2000 gromad kulistych. Wiele z tych gromad jest jaśniejszych i bardziej masywnych niż około 150 gromad wokół Drogi Mlecznej.

Matt Taylor i jego zespół przeprowadzili najdokładniejsze badania próbki 125 gromad kulistych wokół Centaurus A, korzystając z instrumentu FLAMES na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal w Chile [1].

Następnie użyli swoich obserwacji do wydedukowania mas gromad [2] i porównania uzyskanych wyników z tym jak jasno każda z nich świeci.

W przypadku większości gromad w najnowszym badaniu, jaśniejsze mają większe masy, czyli tak jak się spodziewano – jeśli gromada zawiera więcej gwiazd, tym samym ma większą sumaryczną jasność i większą masę całkowitą. Ale niektóre z gromad pokazują coś dziwnego: są wiele razy masywniejsze niż na to wyglądają. Co jeszcze bardziej dziwne, im masywniejsza tak nietypowa gromada, tym większy odsetek jej materii jest ciemny. Coś w tych gromadach jest ciemne, ukryte i masywne. Ale co?

Jest kilka możliwości. Być może ciemne gromady zawierają w sobie czarne dziury, albo ciemne pozostałości gwiazdowe w swoich centrach. Może to być czynnik, który wyjaśnia część ukrytej masy, ale zespół dochodzi do wniosku, że to nie wszystko. A co z ciemną materią? Gromady kuliste są zwykle uważane za obiekty prawie pozbawione tej tajemniczej substancji, ale być może z nieznanego powodu w niektórych z gromad w ich jądrach pozostały znaczące skupiska ciemnej materii. To by tłumaczyło wyniki obserwacji, ale nie pasuje do konwencjonalnych teorii.

Współautor Thomas Puzia dodaje: “Nasze odkrycie gromad gwiazd o niespodziewanie dużych masach w stosunku do ilości gwiazd, które mogą zawierać, wskazuje, że może istnieć kilka rodzin gromad kulistych o różnej historii powstawania. Wyraźnie niektóre z gromad wyglądają i zachowują się jak nie wyróżniające się przedstawicielki tej grupy obiektów, a kryć się może w nich znacznie więcej niż widzą nasze oczy.”

Obiekty te pozostają tajemnicą. Zespół jest także zaangażowany w większy przegląd gromad kulistych w innych galaktykach i napotkał wskazówki sugerujące, że takie ciemne gromady mogą występować także w innych miejscach.

Matt Taylor podsumowuje sytuacje: „Natknęliśmy się na nową, tajemniczą klasę gromad gwiazd! To pokazuje, że ciągle musimy się dużo nauczyć na temat wszystkich aspektów powstawania gromad kulistych. Jest to ważny wynik i teraz potrzebujemy wyszukania kolejnych przykładów ciemnych gromad wokół galaktyk.”

Uwagi

[1] Do tej pory astronomowie badali gromady gwiazd tak szczegółowo jedynie w Grupie Lokalnej. Względnie małe odległości umożliwiają bezpośrednie pomiary ich mas. Patrząc na NGC 5128, która jest izolowaną, masywną galaktyką eliptyczną tuż poza Grupą Lokalną, odległą o około 12 milionów lat świetlnych, udało się oszacować masy gromad kulistych w zupełnie innym otoczeniu, dzięki wykorzystaniu VLT/FLAMES do granic możliwości.

[2] Obserwacje wykonane za pomocą FLAMES dostarczają informacji na temat ruchów gwiazd w gromadach. Te orbitalne informacje zależą od natężenia pola grawitacyjnego, można zatem na ich podstawie wydedukować masę gromady – astronomowie nazywają takie oszacowania masą dynamiczną. Zdolność gromadzenia światła przez 8,2-metrowe zwierciadło teleskopu VLT oraz możliwości FLAMES obserwowania ponad 100 gromad jednocześnie, były kluczowe w zbieraniu danych potrzebnych do badań.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. “Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system”, M. Taylor et al., który ukaże się w Astrophysical Journal.

Skład zespołu badawczego: Matthew A. Taylor (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), Thomas H. Puzia (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Matias Gomez (Universidad Andres Bello, Santiago, Chile) oraz Kristin A. Woodley (University of California, Santa Cruz, California, USA).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Matthew A. Taylor
Pontificia Universidad Catolica de Chile
Santiago, Chile
Tel.: +56-9-91912386
E-mail: mataylor5128@gmail.com

Thomas H. Puzia
Pontificia Universidad Catolica de Chile
Santiago, Chile
Tel.: +56-9-89010007
E-mail: tpuzia@gmail.com

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych