04.01.2016-07:23:00   |   Dušan Valent
#Kozmos

Sirotami kvôli rýchlosti

Už koncom osemdesiatych rokov niektorí astrofyzici uvažovali, že za istých okolností môžu hviezdy nadobudnúť dostatočnú rýchlosť na to, aby unikli tiaži galaxie, v ktorej sa nachádzajú. Predpoklad zároveň implikoval, že priestor medzi galaxiami nemôže byť úplne prázdny, ale obývaný – hoci len extrémne nariedko – osirelými hviezdami.


-




Paradoxne, kým existenciu tzv. hyperrýchlych hviezd sa v Mliečnej ceste podarilo potvrdiť až v roku 2005 (dodnes ich poznáme asi dva tucty), medzigalaktické hviezdy sa astrofyzici prvýkrát spozorovali už v roku 1997. Hubblov vesmírny ďalekohľad vtedy odhalil nie jednu, ale hneď celú hromadu v tzv. galatickej kope Panny. Krátko na to sa podarilo objaviť ďalšie osirelé hviezdy v galaktickej kope Pec (Fornax).

Z toho, čo sa zdalo ako senzácia, sa napokon vykľula len veľmi chabá predzvesť v skutku šokujúcich ďalších objavov.

Medzigalaktické žiarenie

V rokoch 2010 a 2012 astronómovia vyslali na palube sondážnej rakety do vesmíru špeciálne výskumné zariadenie projektu CIBER. Jeho úlohou bolo zachytávať častice vesmírneho žiarenia. Pri vyhodnocovaní získaných dát vedcov zaskočilo, aká veľká časť zachytených častíc pochádzala zo zdroja, ktorého červený posun naznačoval umiestnenie nie v, ale medzi známymi galaxiami. Teda tam, kde sa malo nachádzať zväčša len vákuum, sem tam – každých niekoľko sto miliónov kilometrov, zahustené zrniečkom kozmického prachu.

Odtiaľto podľa tradičných predstáv nemalo pochádzať žiadne žiarenie. A aj keby sme brali ohľad na jeden a pol dekády predtým objavené, ale podľa predpokladov extrémne vzácne osirelé hviezdy, malo ho byť neporovnateľne menej.

Ibaže údajná prázdnota bola zdrojom absurdne vysokého počtu častíc.

Ich zdrojom pritom nemohli byť žiadne exotické telesá. Ako sa ukázalo, vyžiarili ho hviezdy. Vyhodnotenie získaných dát naznačilo, že mimo galaxií sa môže nachádzať až polovica všetkých hviezd.



Osireli kvôli zrážkam?


-


Na prvý pohľad je to nevysvetliteľne vysoký počet. Aká sila by dokázala spôsobiť, že miliardy a miliardy hviezd (iba Mliečna cesta ich obsahuje asi 200 až 400 miliárd) opustili svoje kozmické domoviny? Nemôže ísť o hyperrýchle hviezdy, ktoré, ako sme spomenuli, získavajú svoje enormné zrýchlenie len vďaka veľmi špecifickým okolnostiam. Tými okolnosťami sú gravitačne tesne previazané dvojhviezdne systémy, z ktorých jedno ale nie druhé z telies pohltí supermasívna čierna diera. A to je mimoriadne vzácny jav.

Medzi galaxiami objavené hviezdy zrejme osireli zväčša kvôli galaktickým zrážkam. Zrážky galaxií sú v kozme podľa všetkého veľmi bežné. Poukazuje na to napríklad početnosť supermasívnych čiernych dier, ktoré vznikajú najčastejšie práve pri takýchto katastrofách spájaním pôvodne menších centrálnych čiernych dier galaxií. Hmotnosť týchto pažravých monštier sa môže rovnať miliónom až miliardám Sĺnk, pritom niektoré bežné čierne diery mimo galaktických centier dosahujú iba trojnásobne vyššiu hmotnosť než Slnko.

Galaktické kolízie sú zároveň sú príčinou, prečo je veľká väčšina galaxií pre zložitý makroskopický život neobývateľná. Po zrážke totiž zostáva galaxia dlhodobo ožarovaná extrémnymi dávkami gama žiarenia masového výskytu supernov. Supernovy, teda explodujúce hviezdy, tu hromadne vzniknú ako konečný dôsledok búrlivej produkcie gigantických, ale krátkožijúcich hviezd, ktorá v kolidujúcich galaxiách nastáva kvôli zrážkam ich plynno-prachových mračien.

Naša vlastná galaxia absolvovala pred miliardami rokov aspoň jednu takúto zrážku. Pozostatkom impaktora je guľovitá hviezdokopa Omega Centauri. Na jej cudzí pôvod poukazuje chemické zloženie vymykajúce sa iným hviezdam Mliečnej cesty. Mimochodom, ďalšia zrážka čaká náš vesmírny domov asi o päť až sedem miliárd rokov. Vtedy sa zrazí so svojou susedou, Andromedou.

Gravitačné vyhodenie

Pojem „galaktická zrážka“ môže vyvolať nesprávnu predstavu vzájomných kolízií jednotlivých hviezd a planét. V skutočnosti k ničomu takému nedôjde. Galaxie sú totiž príliš „riedke“. Čo sa pri týchto kozmických armagedonoch naozaj deje predstavuje akési gravitačné rozhádzanie, ktoré vyhodí mnohé hviezdy von z ich materskej galaxie. Pre lepšiu predstavu pozrite priložené video:





Ďalším zdrojom medzigalaktických hviezd sú zrejme trpasličie galaxie. Keďže sa v nich nachádza pomerne málo hviezd a inej hmoty, majú len slabú tiaž. To znamená, že ich hviezdam stačí dosiahnuť oveľa nižšiu únikovú rýchlosť nato, aby sa od nich odpútali.

Zblúdilé galaxie

Nielenže sme priamo v Mliečnej cesty objavili asi dva tucty hviezd, ktoré sú na najlepšej ceste opustiť našu galaxiu. Podarilo sa taktiež objaviť celú hviezdokopu, ktorá sa rýchlosťou viac ako tri milióny kilometrov za hodinu rúti do prázdnoty. Pravda, táto hviezdokopa, známa pod označením HVGC-1, sa nenachádza v Mliečnej ceste, ale v supergigantickej eliptickej galaxii Messier 87, ktorá leží asi 54 miliónov svetelných rokov od Zeme.


-


HVGC-1


Na jar tohto roku sa podarilo zistiť, že vesmírnymi sirotami sa môžu stať nielen hviezdy a hviezdokopy, ale dokonca aj galaxie. Ak dosiahnu potrebnú rýchlosť, uniknú zo svojho zoskupenia – galaktickej kopy či superkopy, a tým pádom aj z vlákna najväčšej štruktúry vesmíru, ktorý tieto zoskupenia tvoria, z „vesmírnej pavučiny“. Ich novým domovom sa stane medzigalaktická prázdnota.

Pravda, aby sa galaxia odpútala od svojho zoskupenia, musí dosiahnuť omnoho vyššiu rýchlosť ako hviezda unikajúca z galaxie. Podľa odhadov ide o rýchlosť viac ako 10 miliónov kilometrov za hodinu.

Osirelí drobci

Zblúdilé galaxie sa podarilo objaviť náhodou. Americko-ruský astrofyzik Igor Chilingarian sa spolu s kolegami snažil spozorovať kompaktné eliptické galaxie. Tie sú nielenže vzácne – pred Chilingarianovým výskumom sa ich podarilo objaviť asi tridsať, ale aj drobné, s priemerom len niekoľko sto svetelných rokov. Na porovnanie, Mliečna cesta dosahuje priemer zhruba stotisíc svetelných rokov.



Chilingarianov výskum identifikoval celé dve stovky galaktických drobcov, čo by samo o sebe znamenalo obrovský objav. Keď sa však na nich pozrel podrobnejšie, zistil, že jedenásť z nich sa nenachádzalo v galaktických kopách. Boli celkom izolovaní. Izolovaní od iných kompaktných špirálovitách galaxií, izolovaní od veľkých galaxií, izolovaní aj od galaktických zoskupení.

Toto zistenie bolo prekvapivé aj preto, že kompaktné špirálovité galaxie sa považovali za pozostatky väčších galaxií, okýptené o väčšinu svojich hviezd pri galaktických kolíziách. To by znamenalo, že by sa mali nachádzať v blízkosti veľkých galaxií. Ako sa z nich teda stali osamelí pútnici prázdnotou? Podľa fyzikov podobne, ako vznikajú hyperrýchle hviezdy. Gravitačnou interakciou troch telies. V tomto prípade dvoch gravitačne previazaných galaxií, z ktorých jedna „okradla“ svojho partnera o väčšinu hviezd. Potom sa do páru vmiesi tretia galaxia, ktorá drobného, kompaktného člena zo zoskupenia vymrští, ale takpovediac za trest zostane pohltená zvyšným, väčším členom pôvodného páru.

Zrejme tušíte, že ak môžu vo vesmíre „osirieť“ hviezdy aj galaxie, neuniknú podobnému osudu ani planéty. A tušíte správne. Viac sa im venujeme v tomto článku.


Zaujímavosti:
• takmer 700 medzigalaktických hviezd sa podarilo objaviť tesne za hranicou Mliečnej cesty, v priestore medzi našou galaxiou a Andromedou
• už pred viac ako polstoročím sa podarilo potvrdiť aj existenciu tzv. medzigalaktického prachu, ktorý v blízkosti niektorých galaxií vytvára mračná. Okolo Mliečnej cesty sa podarilo objaviť štyri, napríklad Okrojov mrak.
• astronómovi predpokladajú, že existujú aj „osirotené“ či „bludné“ kométy, teda kométy, ktoré nie sú gravitačne pripútané na žiadnu hviezdu. Podľa výpočtov by ich mohlo existovať mnohonásobne viac ako komét, ktoré obiehajú v rámci solárnych systémov. Modely vzniku Oortovho mračna napríklad predpokladajú, že 90 až 99% telies bolo z neho gravitačnými alebo inými interakciami vymrštených. Podobná situácia sa predpokladá aj pre iné vonkajšie riedke mračná solárnych systémov.
• ak môžu existovať medzihviezdne kométy a planéty, je pravdepodobné, že existujú aj ich medzigalaktické analógy. Podobne ako bludné hviezdy, zrejme „vypadávajú“ z materských galaxií pri galaktických zrážkach.
• pokiaľ takto z galaxie vypadne hviezda, okolo ktorej pôvodne na tesných obežných dráhach obiehali planéty, za istých okolností si ich môže udržať aj pri opustení svojej pôvodnej vesmírnej domoviny. To znamená, že pravdepodobne existujú nielen medzigalaktické planéty a medzigalaktické kométy, ale celé medzigalaktické planetárne systémy.

-

Príspevok je skrátenou verziou článku, ktorý pôvodne vyšiel v magazíne GoldMAN.

Obrázky: NASA, http://beforeitsnews.com/
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail