Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
BEZPAŃSKIE GWIAZDY
Wiedza i Życie nr 5/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 5/1998

Typowe odległości między gwiazdami w galaktyce są setki milionów razy większe od rozmiarów przeciętnych gwiazd. Dzięki temu zderzenia gwiazd są niesłychanie mało prawdopodobne: można powiedzieć, że z punktu widzenia gwiazdy przestrzeń międzygwiazdowa wydaje się niemal zupełnie pusta. Inaczej jest z galaktykami. Typowe odległości między nimi są zaledwie kilkakrotnie większe od ich rozmiarów, co sprawia, iż w przestrzeni międzygalaktycznej jest dość ciasno, a zderzenia galaktyk wcale do rzadkości nie należą. Szczególnie często dochodzi do nich w gromadach galaktyk, gdzie tysiące galaktyk powiązanych siłami wzajemnego przyciągania bezładnie krążą po obszarze o rozmiarach rzędu 10 mln lat świetlnych (zaniepokojonym perspektywą przeżycia takiej katastrofy spieszę donieść, że w świecie galaktyk słowo "często" oznacza "raz na miliard lat").

Zderzające się galaktyki spiralne MCG-3-25-19 - gwiazdozbiór Węża Wodnego (Hydra)

Fot. European Southern Observatory

Ogromne odległości międzygwiazdowe zdają się świadczyć, że dwie zderzające się galaktyki powinny po prostu przez siebie przeniknąć niczym dwa rzadkie roje pszczół czy dwa stada ptaków. Zarówno obserwacje, jak i modele komputerowe dowodzą jednak czegoś zupełnie innego. Dzięki dalekosiężnym siłom grawitacji prosty na pierwszy rzut oka proces zderzenia obfituje w różnorodne i nieoczekiwane zjawiska. Zbliżające się do siebie galaktyki wyciągają ku sobie macki i wzbudzają w sobie fale. Mniejsze galaktyki wpadają do większych i "rozpuszczają się" w nich niczym mikroorganizmy w amebach. Galaktyki mijające się w niewielkich odległościach obłuskują się nawzajem z gwiazd. I tak dalej, i tak dalej.

Już pół wieku temu podejrzewano, że z upływem czasu w gromadach galaktyk w następstwie tych wszystkich zjawisk będą zachodziły systematyczne zmiany. Jednym z oczekiwanych efektów było powiększanie się dużych i masywnych członkiń gromady kosztem członkiń mniejszych (w skrajnym przypadku prowadziłoby to do wykształcenia się w centrum gromady pojedynczej olbrzymiej galaktyki). Oczekiwano też, że z upływem czasu w przestrzeni międzygalaktycznej będzie coraz więcej "bezpańskich" gwiazd nie należących do żadnej galaktyki, lecz tak jak galaktyki przemierzających całą objętość gromady.

Gromady zawierające olbrzymie galaktyki znane są już od dawna. Na pierwsze wyraźne ślady międzygalaktycznych gwiazd natrafiono natomiast dopiero dwa lata temu, kiedy to w gromadzie galaktyk leżącej w tle gwiazdozbioru Pieca (Fornax) na południowej półkuli nieba odkryto mgławice planetarne. Wbrew swej nazwie mgławica planetarna nie ma nic wspólnego z planetami. Powstaje wtedy, gdy gwiazda podobna do Słońca dobiega kresu swej ewolucji i przeistacza się w czerwonego olbrzyma o rozległej, nieustannie rozdymającej się atmosferze. W pewnym momencie atmosfera oddziela się od małego i bardzo gorącego jądra olbrzyma, by - już jako mgławica planetarna - niespiesznie odpłynąć w przestrzeń międzygwiazdową. Pochodzące z jądra silne promieniowanie ultrafioletowe pobudza mgławice planetarne do świecenia światłem o bardzo charakterystycznym widmie, dzięki któremu nie sposób pomylić je z innymi obiektami. Mgławice w gromadzie Fornax okazały się niestety zbyt słabe, by zastosować do nich dokładne badania widmowe, toteż ich identyfikacja nie była stuprocentowo pewna. Zakładając, że wszystkie "podejrzane" obiekty są mgławicami planetarnymi, określono wkład bezpańskich gwiazd do całkowitej masy gromady na około 40%.

Artystyczna wizja wyglądu nieba na pozbawionej atmosfery planecie obiegającej jedną z międzygalaktycznych gwiazd w gromadzie Virgo. Największa z widocznych nad horyzontem galaktyk to olbrzymia galaktyka centralna gromady Virgo, nosząca katalogowe oznaczenie M87

Fot. J. Gitlin, Space Telescope Science Instiute

Obserwacje gromady Fornax prowadzono za pomocą teleskopów naziemnych. W tym samym czasie obserwacje międzygalaktycznych przestrzeni w gromadzie galaktyk leżącej w tle gwiazdozbioru Panny (Virgo) rozpoczął Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Po kilkunastu miesiącach, w końcu stycznia br., ich wyniki podano do wiadomości publicznej.

Kierujący projektem Henry Ferguson ze Space Telescope Science Institute, Nial Tanvi z University of Cambridge i Ted von Hippel z University of Wisconsin doliczyli się w polu widzenia Hubble'a ponad 600 "bezpańskich" czerwonych olbrzymów! Wkład wszystkich międzygalaktycznych samotników do całkowitej masy gromady Virgo oceniono na 10%. Przewidywania teoretyczne wahają się od 10% do 70%. Nie są więc sprzeczne z obserwacjami Fornax i Virgo, ale na mówienie o pełnym sukcesie teorii jest jeszcze za wcześnie (przewiduje ona, że w morzu międzygalaktycznych gwiazd każda poruszająca się galaktyka powinna pozostawiać grawitacyjny "kilwater"; efektu tego nie udało się jednak jeszcze zaobserwować).

Czekając na nowe doniesienia o bezpańskich gwiazdach, przenieśmy się w wyobraźni na planetę obiegającą jedną z nich. Najbliższe gwiazdy znajdują się na tyle daleko, że nie można ich ujrzeć gołym okiem. Na nocnym niebie widać tylko nieliczne, rozmazane i słabo świecące plamy galaktyk. Nie znając gwiazdozbiorów, mieszkańcy takiej planety nie mają odpowiednika naszego pasa Zodiaku. Nie mają też zapewne... astrologii i, biedacy, nie mogą w poniedziałek dowiedzieć się, co czeka ich w piątek.