Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 49 – vyšlo 8. prosince, ročník 1 (2003) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

49/2003

Je oblak HVC 127-41-330 první galaxií ze skryté hmoty?

Ivan Havlíček

Již delší dobu je známo, že oblak HVC 127−41−330 a trpasličí galaxie LGS 3 se nacházejí přibližně na stejném místě oblohy v souhvězdí Ryb. Jde jen o náhodnou projekci nebo spolu oba objekty souvisí?

H I oblasti - oblasti neutrálního vodíku, které jsou nerovnoměrně rozloženy v galaxiích. Nezapočítáváme-li skrytou látku, pak je vodík ve vesmíru nejrozšířenějším prvkem vůbec – hmotnostně jde o cca 70% veškeré viditelné hmoty. V naší Galaxii je výskyt H I oblastí koncentrován ke spirálním ramenům, výrazně více se vyskytují v galaktickém disku a svým měřítkem jsou srovnatelné s měřítkem spirálních galaktických ramen. H I oblasti jsou relativně chladné – cca 80 K, vodík je zde v základním stavu. Díky přechodu mezi ortovodíkem (elektron a proton mají nesouhlasný spin) a paravodíkem (souhlasný spin) září tyto oblasti na vlně 21,105 cm, což odpovídá frekvenci 1420,4 MHz a lze je mapovat radioastronomickými metodami. Lze tak získat radiovou mapu struktury Galaxie v rovině galaktického disku i ve větších vzdálenostech, kam nelze pro mezihvězdnou extinkci dohlédnout ve viditelné části spektra. HVC - High Velocity Clouds, ostře ohraničená oblaka plynů padající do Galaxie z mezigalaktického prostoru. Mají vysoké radiální rychlosti (větší jak 200 km/s). Při průchodu galaktickou koronou se rozzáří podobně jako meteor při průchodu atmosférou. Spektrum oblaků HVC je obdobné spektru hvězd v počátečních fázích hvězdného vývoje, chybí absorpční čáry pozdních stadií hvězd. Velmi často lze zjistit rychlou rotaci oblaků HVC, která dopplerovsky rozšiřuje spektrální čáry. Usuzujeme-li z jejich vysoké svítivosti, pak se tato oblaka nalézají ve vzdálenostech desítek kpc. Jejich podrobná struktura a fyzikální mechanizmus vyzařování však nejsou známy především proto, že lze jen velmi obtížně určit jejich vzdálenost. LGS 3 - nepravidelná trpasličí galaxie v Rybách patřící k Místní skupině galaxií. LGS je označení katalogu Local Group Suspected. Galaxii lze také nalézt pod označením PCG 3792 nebo Pisces Dwarf. Je satelitní galaxií galaxie v Trojúhelníku M 33. Její parametry jsou: rektascenze 01:03,8; deklinace +21:53; radiální rychlost −277 km/s; vzdálenost 3 000 000 ly; zdánlivý průměr 2′; průměr viditelné soustavy 1 700 ly; hvězdná velikost 15,4 mag. Polohu v Místní skupině galaxií naleznete na přiložené mapce. Poznámka: neplést s další zkratkou LGS, což je metoda navádění velkých teleskopů pomocí umělé hvězdy vytvořené v atmosféře laserovým paprskem (Laser Guide Stars :-)

Oblasti H I (neutrální vodík) a H II (ionizovaný vodík) v naší Galaxii.
Bílou tečkou na modré svislé ose v dolní části obrázku je
znázorněna poloha Sluneční soustavy.

Oblaka HVC padají do Galaxie z mezigalaktického prostoru.
V galaktické koróně se zahřejí a začnou svítit.

Snímek trpasličí galaxie LGS 3 pořízený
na Lowellově observatoři jako UBV kombinace.
Obor U (UV) je na snímku modrý, obor B (Blue)
je znázorněn zeleně a obor V (Visual) je
znázorněn červeně. Autor snímku: Deidre A. Hunter.

Oblak HVC 127−41−330 a trpasličí galaxie LGS 3 jsou spojeny mosty neutrálního vodíku

Joshua D. Simon, Timothy Robishaw a Leo Blitz z University of California v Berkeley uveřejnili 7.10.2003 článek o nových pozorováních trpasličí galaxie LGS 3 a oblaku HVC 127−41−330 radioteleskopem v Arecibu, která mají mnohem lepší rozlišení, než jakého bylo dosud dosaženo. Je zřejmé, že oblak HVC rotuje, byla naměřena jeho rotační křivka. Vlastní radiální rychlost HVC byla určena na −330 km/s (objekt se k nám přibližuje), což není příliš velký rozdíl oproti vlastní rychlosti galaxie LGS 3, ale dnes je již zřejmé, že HVC 127−41−330 a LGS 3 nejsou týmž objektem pozorovaným na různých vlnových délkách. Oblak HVC a galaxie LGS 3 jsou propojeny radiově pozorovatelnou H I oblastí. Klíčová bude odpověď na otázku, zda jsou HVC a LGS 3 opravdu ve stejné vzdálenosti a zda pozorovaná H I oblast je zřetelným projevem slapového působení mezi nimi, tedy zda jsou v prostoru dostatečně blízko, aby se mohly gravitačně ovlivňovat. Předchozí pozorování nedokázala vyloučit, zda se oba objekty pouze nepromítají do stejného místa na obloze. Podrobná měření H I mostu poblíž LGS 3 a HVC lze vysvětlit jako projev slapového působení a pokud je tato interpretace správná, pak lze vzdálenost oblaku HVC určit pomocí galaxie LGS 3. Oba objekty by byly 700 kpc daleko, což je u oblaku HVC překvapující. HVC 127−41−330 by tak byl prvním objektem tohoto druhu v tak velké vzdálenosti. Ostatní oblaka HVC jsou od nás v menší vzdálenosti než 50 kpc.

Rychlostní mapa oblasti HVC 127−41−330 a LGS 3 získaná 305-metrovým radioteleskopem
v Arecibu. LGS 3 je jasný červený objekt vpravo nahoře. HVC je protáhlá vícebarevná oblast
poblíž středu obrázku s vyznačenou hlavní osou. Rotační osa oblaku je kolmá na hlavní osu.
Oblasti H I jsou skvrny vlevo a vpravo dole od HVC. Barva koresponduje s radiální rychlostí.

Určení hmotnosti oblaku HVC

Hmotnost složek komplexu odvozená ze vzdálenosti a svítivosti pozorované hmoty je u H I oblasti M_lum = 2,6×10⁵ M_☼ a u oblaku HVC M_lum = 2,7×10⁶ M_☼. Porovnáme-li takto získané hmotnosti s hmotnostmi určenými na základě dynamického projevu – tedy pomocí rotační křivky, tak dostaneme pro H I oblast M_dyn = 2,7×10⁶ M_☼ a u oblaku HVC M_dyn = 2,0×10⁷ M_☼.

Tedy jestli je HVC ve stejné vzdálenosti jako LGS 3, pak je jednoznačně jeho rotace určována vlastní skrytou hmotou a to v poměru cca 83 % gravitačního projevu. Jedná se tedy o galaxii, která je tvořena převážně skrytou hmotou a na tuto hmotu se koncentruje H I oblast a oblak HVC, jejichž dynamické projevy jsou měřitelné.

Rotační křivka HVC 127−41−330. Obrázek (a) zobrazuje naměřené rychlosti se zakreslením rotačních os HVC a obrázek (b) znázorňuje symetrickou část rotační křivky podle nalezeného nulového bodu. Po cca 10′ úhlové vzdálenosti od středu dosahuje rychlost svého maxima a se zvětšujícím se poloměrem již dále klesá.

Odkazy