Αστρονόμοι με επεξεργασία δεδομένων ανακαλύπτουν γαλαξίες-δραπέτες

Γνωρίζουμε για δύο δωδεκάδες περίπου αστέρια-δραπέτες και ακόμη, έχουμε βρει ένα αστρικό σμήνος-δραπέτη που ξεφεύγει από τον γαλαξία του για πάντα. Τώρα, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει 11 γαλαξίες-δραπέτες που εκσφενδονίστηκαν από τα σπίτια τους για να περιπλανηθούν στο κενό του διαγαλαξιακού χώρου. «Αυτοί οι γαλαξίες αντιμετωπίζουν ένα μοναχικό μέλλον, εξορισμένοι από τα σμήνη των γαλαξιών που χρησιμοποιούσαν για να ζουν», δήλωσε ο αστρονόμος Igor Chilingarian (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics / Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας). Ο Chilingarian είναι ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, που δημοσιεύεται στο περιοδικό Science.

Ένα αντικείμενο είναι ένας δραπέτης αν κινείται γρηγορότερα από την ταχύτητα διαφυγής, το οποίο σημαίνει ότι αν αναχωρήσει από το σπίτι του δεν θα επιστρέψει ποτέ. Στην περίπτωση του ενός άστρου-δραπέτη, αυτή η ταχύτητα είναι πάνω από 500 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Ένας γαλαξίας-δραπέτης πρέπει να κινηθεί ακόμα πιο γρήγορα, ταξιδεύοντας με ταχύτητα έως 3000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο.

Ο Chilingarian και ο επίσης συγγραφέας, Ivan Zolotukhin (από το Ινστιτούτο Έρευνας στην Αστροφυσική και Πλανητολογίας / Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας), αρχικά έθεσε ως στόχο να προσδιορίσει τα νέα μέλη μιας κατηγορίας γαλαξιών που ονομάζονται συμπαγείς ελλειπτικοί. Αυτά τα μικροσκοπικά πυκνώματα άστρων είναι μεγαλύτερα από τα αστρικά σμήνη, αλλά μικρότερα από ένα τυπικό γαλαξία, εκτεινόμενα μόνο μερικές εκατοντάδες έτη φωτός. Σε σύγκριση, ο Γαλαξίας μας από τη μια μεριά στην άλλη είναι 100.000 έτη φωτός. Οι συμπαγείς ελλειπτικοί ζυγίζουν επίσης 1000 φορές λιγότερο από ένα γαλαξία όπως ο δικός μας.

Πριν από αυτή τη μελέτη, μόνο 30 περίπου συμπαγείς ελλειπτικοί γαλαξίες ήταν γνωστοί, όλοι τους να βρίσκονται σε σμήνη γαλαξιών. Για να εντοπίσουν νέα παραδείγματα οι Chilingarian και Zolotukhin ταξινόμησαν μέσω δημόσιων αρχείων δεδομένων από το Sloan Digital Sky Survey και του δορυφόρου GALEX. Στην αναζήτησή τους εντοπίστηκαν σχεδόν 200 προηγουμένως άγνωστοι συμπαγείς-ελλειπτικοί. Από αυτούς, 11 ήταν εντελώς απομονωμένοι και βρέθηκαν μακριά από κάθε μεγάλο γαλαξία ή σμήνος γαλαξιών. «Οι πρώτοι συμπαγείς-ελλειπτικοί βρέθηκαν όλοι σε σμήνη, επειδή σε αυτά είναι που έψαχναν οι άνθρωποι. Διευρύναμε την αναζήτησή μας και βρήκαμε το απροσδόκητο», είπε ο Zolotukhin.

Αυτοί οι απομονωμένοι συμπαγείς-γαλαξίες ήταν απροσδόκητοι επειδή οι θεωρητικοί πίστευαν ότι προερχόταν από μεγαλύτερους γαλαξίες που είχαν απογυμνωθεί από τα περισσότερα από τα αστέρια τους μέσω αλληλεπιδράσεων με ένα ακόμη μεγαλύτερο γαλαξία. Έτσι, οι συμπαγείς γαλαξίες θα έπρεπε όλοι να βρίσκονται κοντά σε μεγάλους γαλαξίες. Οι πρόσφατα αναβρεθέντες συμπαγείς ελλειπτικοί, δεν ήταν μόνο απομονωμένοι, αλλά και κινούνταν γρηγορότερα από τους συντρόφους τους στα σμήνη. «Αναρωτηθήκαμε: τι άλλο θα μπορούσε να τους εξηγήσει; Η απάντηση ήταν μια κλασική αλληλεπίδραση τριών σωμάτων», δήλωσε ο Chilingarian.

Ένα άστρο με υπερταχύτητα μπορεί να δημιουργηθεί εάν ένα δυαδικό σύστημα άστρων περιπλανιέται κοντά στη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας. Το ένα άστρο συλλαμβάνεται ενώ το άλλο εκτοξεύεται με τρομερή ταχύτητα. Ομοίως, ένας συμπαγής ελλειπτικός θα μπορούσε να συνδυαστεί με το μεγάλο γαλαξία που τον απογύμνωσε από τα άστρα του. Κατόπιν, ένας τρίτος γαλαξίας κάνει «το σφάλμα στο χορό» και πετά τον συμπαγή ελλειπτικό μακριά. Ως τιμωρία, ο εισβολέας καταβροχθίζεται από τον εναπομείναντα μεγάλο γαλαξία.

Οι εικόνες απεικονίζουν τη δημιουργία ενός γαλαξία-δραπέτη. Στην πρώτη εικόνα, ένας «εισβολέας» σπειροειδής γαλαξίας πλησιάζει το κέντρο ενός σμήνους γαλαξιών, όπου ένας συμπαγής ελλειπτικός γαλαξίας (cE) περιστρέφεται γύρω από ένα ήδη τεράστιο κεντρικό ελλειπτικό γαλαξία. Στη δεύτερη εικόνα, συμβαίνει μια στενή επαφή και ο συμπαγής ελλειπτικός υφίσταται ένα βαρυτικό λάκτισμα από τον εισβολέα. Στην τρίτη εικόνα, ο συμπαγής ελλειπτικός ξεφεύγει από το σμήνος γαλαξιών, ενώ ο εισβολέας έχει καταβροχθίζεται από τον γιγαντιαίο ελλειπτικό γαλαξία στο κέντρο του σμήνους. (credit : NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team)

Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί μια εξέχουσα επιτυχία του Εικονικού Παρατηρητηρίου-ένα project για να γίνονται, τα δεδομένα από μεγάλες αστρονομικές έρευνες, εύκολα διαθέσιμα στους ερευνητές. Η αποκαλούμενη εξόρυξη δεδομένων μπορεί να οδηγήσει σε ευρήματα που δεν αναμένονταν όταν συλλέχθηκαν τα αρχικά δεδομένα. «Αναγνωρίσαμε ότι θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την ισχύ των αρχείων, ενδεψομένως για να ξεθάψουμε κάτι ενδιαφέρον και το κάναμε», πρόσθεσε ο Chilingarian.

Πηγή: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Περισσότερα στο άρθρο: Isolated compact elliptical galaxies: Stellar systems that ran away, Science 24 April 2015: Vol. 348 no. 6233 pp. 418-421