Galaktyka o dwóch obliczach
Galaktyka M64, znana jako Galaktyka Czarne Oko, od dawna przyciąga uwagę astronomów ciemnym pasem pyłu przesłaniającym jej jasne centrum. Nowe, złożone zdjęcie wykonane na podstawie obserwacji teleskopów Hubble’a i Jamesa Webba pokazuje jednak, że za charakterystyczną ciemnością kryją się obszary intensywnych procesów gwiazdotwórczych.
M64 znajduje się około 17 milionów lat świetlnych od Ziemi, w kierunku gwiazdozbioru Warkocza Bereniki. Jej niezwykły wygląd można dostrzec nawet na zdjęciach amatorskich, ale dopiero obserwacje w różnych zakresach promieniowania ujawniają, co dzieje się w jej wnętrzu.
Pył, którego nie widać w świetle gwiazd
W świetle widzialnym pas pyłu wygląda jak ciemna smuga przecinająca jasne centrum galaktyki. Nie oznacza to jednak braku materii. Pas składa się z gęstych obłoków pyłu międzygwiazdowego, które pochłaniają światło widzialne i ogrzewają się pod wpływem promieniowania pobliskich gwiazd.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwował M64 między innymi za pomocą instrumentu MIRI, pracującego w zakresie średniej podczerwieni. Promieniowanie podczerwone łatwiej przenika przez obłoki pyłu niż światło widzialne, a sam pył emituje wtedy własne promieniowanie. Na nowym obrazie obszary pyłu oraz aktywnego formowania gwiazd są widoczne jako czerwone struktury.
Dzięki temu Webb pokazuje nie tylko sylwetkę galaktyki, lecz także młode gwiazdy ukryte w gęstych obłokach. W obrazie Hubble’a obszary te są znacznie trudniejsze do dostrzeżenia, ponieważ przesłania je pył.
Dwa kierunki obrotu
Najbardziej intrygującą cechą M64 jest ruch jej gazu. Gaz w zewnętrznych obszarach galaktyki wiruje w kierunku przeciwnym do gazu i gwiazd znajdujących się bliżej centrum. Nie chodzi więc o to, że cała galaktyka wiruje w dwóch kierunkach — przeciwny ruch dotyczy przede wszystkim różnych składników jej ośrodka międzygwiazdowego.
Gdy dwa strumienie gazu poruszające się przeciwnie spotykają się, mogą zderzać się i wzajemnie ściskać. Zagęszczony gaz łatwiej zapada się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc skupiska, z których rodzą się nowe gwiazdy. Dlatego granica między obszarami o przeciwnym ruchu może być jednocześnie miejscem szczególnie intensywnej aktywności gwiazdotwórczej.
Ślad dawnego spotkania
Astronomowie podejrzewają, że przeciwna rotacja zewnętrznego gazu może być pozostałością po dawnym połączeniu M64 z mniejszą galaktyką. Do takiego zdarzenia mogło dojść ponad miliard lat temu. Mniejsza galaktyka prawdopodobnie dostarczyła część gazu, który zachował inny kierunek ruchu niż materia znajdująca się wcześniej w M64.
Nie musiało to być gwałtowne zderzenie, podczas którego cała struktura została rozerwana. Mniejsze galaktyki mogą stopniowo tracić gaz i gwiazdy, gdy przechodzą w pobliżu większego sąsiada. Materia pozostawiona po takim spotkaniu może przez bardzo długi czas wpływać na ruch gazu i tempo narodzin gwiazd.
M64 była jednym z ważnych przykładów pokazujących, że także galaktyki spiralne mogą doświadczać połączeń z innymi układami. Ich uporządkowane ramiona nie świadczą więc o całkowicie spokojnej przeszłości.
Webb bada galaktyczną historię
Nowe obserwacje pomogą dokładniej zbadać strukturę, ruch i skład pyłu w M64. W połączeniu z danymi Hubble’a oraz wcześniejszymi pomiarami ruchu gazu mogą pomóc odtworzyć historię galaktyki i ustalić, jak dawne połączenie wpłynęło na jej obecny wygląd.
M64 jest naturalnym laboratorium do badania ewolucji galaktyk. Pokazuje, jak dawne spotkanie dwóch układów może pozostawić ślady widoczne długo po zakończeniu samego procesu.
Podobne zdarzenia mogły zachodzić również w historii Drogi Mlecznej. Nasza Galaktyka także pochłaniała mniejsze galaktyki i nadal oddziałuje z sąsiadami. Badanie M64 pomaga więc zrozumieć, że galaktyki spiralne nie są statycznymi wyspami gwiazd, lecz dynamicznymi układami, których kształt i aktywność zmieniają się pod wpływem grawitacji.
Nowy obraz nie jest wyłącznie efektownym portretem odległej galaktyki. To także mapa ukrytej materii i wskazówka, gdzie szukać śladów dawnych kosmicznych spotkań.
Źródła
Główne źródło:
- NASA Science, Astronomy Picture of the Day, Webb’s View of M64,
Źródła kontekstowe:
- NASA Marshall Space Flight Center,
- Phys.org, Hubble and Webb offer new view of Black Eye Galaxy,
- NASA/ESA/CSA
Opracowanie: Agnieszka Nowak
