2008.06.03. - A Tejútrendszernek csak két nagy spirálkarja van

A Spitzer űrteleszkóp mérésein alapuló új eredmények szerint a Tejútrendszernek az eddig gondolt néggyel ellentétben csak két nagy siprálkarja van, a másik kettő kevésbé jelentős.

Az extragalaxisok első morfológiai osztályozása Edwin Hubble nevéhez fűződik, aki két fő csoportba, a spirális és az elliptikus galaxisok osztályába sorolta be őket, természetesen a fő kategóriákon belül alcsoportokkal is finomítva a beosztást. A legutóbbi évek óriási csillagászati technikai fejlődése és a nagy égboltfelmérések azonban úgy megnövelték az osztályozandó galaxisok számát, hogy a munkához a szakemberek már laikusok segítségét is igyekeznek igénybe venni az Interneten keresztül. Ezen tevékenység automatizálása ugyanis kevéssé hatékony, a számítógépes algoritmusokra alapozott alakfelismerés minősége ma még messze elmarad az ember ilyen irányú képességétől. A rövid gyakorlás után végezhető osztályozási munka ellenőrzése és finomítása természetesen már a szakcsillagászok dolga.

A GalaxyZoo.org kezdőlapja. A galaxisok osztályozásában bárki részt vehet.
[galaxyzoo.org]

Amilyen könnyű egy extragalaxis esetében a durva osztálybasorolást elvégezni, olyan nehéz megmondani saját csillagvárosunk, a Galaxis esetében, hogy pontosan milyen is az alakja. Ennek oka természetesen az, hogy míg az extragalaxisokra teljes egészében rálátunk, addig a Tejútrendszerre nem, hiszen benne helyezkedünk el. Persze elég régóta ismert és elfogadott tény, hogy a Galaxis a spirális csillagvárosok közé tartozik, azonban úgy tűnik, hogy morfológiai részletei a Spitzer űrteleszkóp új mérési eredményei alapján pontosításra szorulnak. A legfontosabb változás, hogy a Tejútrendszernek az eddig gondolt néggyel ellentétben csak két nagy spirálkarja van.

Az új méréseken alapuló rajz a Tejútrendszerről felülnézetből. Az ábra mutatja a két nagy (Scutum-Centaurus, Perseus) és köztük található két kisebb (Norma, Sagittarius) kart, illetve egy új, rádiócsillagászati mérésekkel felfedezett ágat (Far 3kpc arm) a központi küllő tőlünk távolabb eső oldalán. Ez a hozzánk közelebbi, korábban is ismert kis karnak (Near 3kpc arm) a párja.
[NASA/JPL-Caltech]

A Galaxis első felmérései még a múlt század ötvenes éveiben indultak. A korai modellek rádiócsillagászati méréseken alapultak, melyekkel négy nagy spirálkart azonosítottak, ezek a Norma, a Scutum-Centaurus, a Sagittarius és a Perseus ág. A Tejútrendszer centrumának irányában pedig gáz és porsávokat találtak. A négy nagy karon túl követhető volt még több kisebb is, ilyen például a Sagittarius és Perseus ág közötti Orion kar (angol elnevezéssel Orion arm vagy Orion spur), melynek közelében a Naprendszer is található.

A modell a kilencvenes évek infravörös égboltfelmérései után szorult az első nagyobb revíziókra, mikor is felfedezték például, hogy a spirálkarok nem közvetlenül a centrumból indulnak ki, hanem a középpont körül a csillagok először egy vastag oszlopba, ún. küllőbe rendeződnek, s ebből indulnak a karok, azaz a Tejútrendszer inkább az ún. horgas vagy küllős spirálisokra hasonlít. Robert Benjamin (University of Wisconsin) és munkatársai 2005-ben a Spitzer adatai alapján már megbecsülték ennek a központi küllőnek a méretét, s azt találták, hogy az jóval nagyobb, mint addig gondolták.

Az NGC 1300 horgas spirális galaxis a Hubble űrteleszkóp felvételén. A Spitzer űrteleszkóp új mérései alapján a Tejútrendszer is hasonló képet mutathat kívülről nézve.
[European Space Agency]

Benjamin és csoportja most újabb felvételeket készített a Spitzerrel: 800000 expozícióval a galaktikus fősík ±1 fokos környezetében 130 fok szélességben mérték fel a Tejútrendszert. A lefedett terület a becslések szerint 110 milliónál is több csillagot tartalmaz. Benjamin kifejlesztett egy szoftvert a csillagok számának és sűrűségének meghatározására. Amikor az eljárást a Scutum-Centaurus kar irányában végezték, a csillagok számának növekedését tapasztalták, ahogyan az várható is volt. Ezzel ellentétben a Sagittarius és a Norma kar irányában nem találtak ugrást a csillagsűrűségben. A Perseus kar nagy része a Galaxis centrummal átellenes oldalán van, így nem látható a Spitzer felvételein.

Az új eredmények szerint a Tejútrendszernek tehát csak két nagy spirálkarja van, ezek a Scutum-Centaurus és a Perseus ág. Bennük nagy mind a fiatal fényes, mind az öregebb vörös óriás csillagok sűrűsége. A két kisebb kar, a Sagittarius és a Norma főleg gázt és sok, fiatal csillagokból álló csomósodást tartalmaz. Benjamin szerint nagyon jól megfigyelhető a két fő kar központi küllőn keresztüli kapcsolódása is. Erre a struktúrára már korábbi infravörös mérések is utaltak, de a mostani az első, amelyik világosan mutatja a karok helyzetét és méretét is.

Bár a karok állandó képződményeknek tűnnek, a bennük lévő csillagok mozognak hozzájuk képest, belépnek egy karba, majd később kilépnek abból, ahogyan róják a pályájukat a Galaxis centruma körül. Valamikor a jövőben a Nap is egy másik karhoz fog tartozni, mint ahogyan ez a múltban már többször is megtörtént, hiszen a születése óta eltelt körülbelül öt milliárd év alatt már 16-szor megkerülte csillagvárosunk középpontját.

Az eredményeket részletező előadás az American Astronomical Society 212., St. Louis-ban zajló ülésén hangzott el.

Forrás:

• Spitzer PR 2008.06.03.