Vedci zaostrili na ionizovaný vodík v Mliečnej dráhe
Autor: WHAM COLLABORATION, UW–MADISON, SPACE SCIENCE INSTITUTE & NATIONAL SCIENCE FOUNDATION
Na začiatku 70-tych rokov 20. storočia na University of Wisconsin–Madison's Physical Sciences Laboratory, astrofyzik Ron Reynolds zamieril na oblohu špeciálne zostrojený spektrometer a objavil tak predtým neznámy prvok v Mliečnej dráhe. Všade kam sa pozrel pozoroval slabo červenú žiaru ionizovaného vodíka. Bol to prvý jasný dôkaz, že obrovské oblaky ionizovaných atómov vodíka – vodíka zbaveného elektrónov – prestupujú vesmír medzi hviezdami. „Nikto neočakával, že uvidí ionizovaný vodík uprostred ničoho,“ povedal v rozhovore v roku 2004. „Je to všade na oblohe, ale najjasnejšie práve v rovine galaxie.“
Vychádzajúc z týchto prvých pokusov, Reynolds a jeho kolegovia, vrátane Matte Haffnera, UW–Madison's astronomy department, vyvinuli WHAM – spektrometer schopný detegovať slabé, difúzne svetlo pochádzajúce z priestoru medzi hviezdami. Prístroj podporovaný National Science Foundation a prevádzkovaný Space Science Institute v Colorade, je za posledných 20 rokov v takmer nepretržitej prevádzke.
Keď sa Haffner ujal vedenia WHAMu po tom, čo Reynolds v roku 2005 odišiel do dôchodku, sa spolu s jeho kolegmi podujali na detajlný prieskum ionizovaného vodíka, ktorý prestupuje Mliečnu dráhu. "Reynoldsova vrstva" – pomenovaná po svojom objaviteľovi, je mapovaná prístrojom WHAM a ukazuje nám masívne množstvo ionizovaného vodíka. Ide o štruktúru s priemerom 75 000 svetelných rokov a hrúbkou 6 000 svetelných rokov, ktorá obklopuje rovinu Mliečnej dráhe a rotuje spolu s ňou.
„Je to niečo ako galaktická atmosféra," hovorí Haffner. „Vo viditeľnej časti spektra, vidíme rovnaký typ emisie, ktorý osvetľuje jasné hmloviny, avšak vo väčšine galaxií je toto svetlo veľmi slabé.“ Ionizovaný vodík je jednou z ingrediencií, ktoré tvoria to, čo astronómovia nazývajú medzihviezdnym médiom – zmesou prachu a plynu, ktoré sa nachádza medzi hviezdami. Tieto zložky sú súčasťou príbehu galaktického života a smrti, vysvetľuje Haffner. Oblaky materiálu nachádzajúceho sa v medzihviezdnom priestore pochádzajú zo zomierajúcich hviezd, a napokon sa z nich zrodia nové hviezdy a planéty. Zloženie a dynamika tohto medzihviezdneho média nám napovedá o tom ako sa galaxie vyvíjali. „Naša galaxia je stredného veku," hovorí Haffner. Stredný vek pre galaxiu znamená, že neprechádza dramatickými zmenami typickými pre staršie alebo mladšie galaxie.
Jeden z dôvodov, prečo WHAM pozoruje toľko ionizovaného vodíka v rovine galaxie, je, že sa v ňom nachádza veľa horúcich hviezd. Avšak otázne zostáva to, ako sa mraky ionizovaného vodíka môžu vyskytovať aj vo vzdialenosti niekoľkých svetelných rokov nad rovinou Galaxie. „Aby sme videli túto emisiu všade, plyn musí byť ionizovaný, avšak aké zdroje energie dokážu udržiavať tento ionuzovaný stav?“ To, nad čím Haffner a ďalší vedci uvažujú, je, že hviezdy spektrálneho typu O (veľmi veľké, jasné s relatívne krátkou životnosťou, v rozmedzí od 15 do 90-násobku hmotnosti Slnka) sú nejakým spôsobom schopné ionizovať plyn naprieč Galaxiou, ďaleko od hviezdnych jaslí v galaktickej rovine. Dôkazy pre túto myšlienku priniesli informácie z WHAM, ktoré v roku 2003 zvrhli predstavu, že ionizovaný vodík sa vyskytuje len v takzvaných hmlovinách Strömgren Sphere, v bezprostrednej blízkosti hviezd sprektrálneho typu O.
WHAM môže jedného dňa poskytnúť dostatočné množstvo informácií, ktoré by mohli odhalil tajomstvo toho, ako môže byť vodík v medzihviezdnom priestore ionizovaný – ďaleko od hviezd, ktoré astronómovia považujú za pôvodcov ionizácie. Vedci pokračujú v prieskume Galaxie počas každej jasnej bezmesačnej noci. Nedávno Haffner a jeho kolegovia zhromažďovali údaje z Magellanových mračien, dvoch menších susedných galaxií viditeľných z južnej pologule Tieto informácie z galaxií za Mliečnou dráhou nám môžu pomôcť vyriešiť tajomstvá našej vlastnej Galaxie.
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org
O autorovi
Viktória Zemančíková
Mgr. Viktória Zemančíková, PhD. (*1990, Košice) je slovenská popularizátorka astronomie. Do hvězdné oblohy se zamilovala už jako malé dítě a vesmír je její celoživotní vášní. Je absolventka pomaturitního studia astronomie na Slovenskej ústrednej hvezdárni v Hurbanově a též pracovala na Hvězdárně a palnetáriu v Prešově. Vyjma hvězdnému nebi a vesmíru se věnovala filosofii a metodologii vědy v rámci doktorandského studia na Univerzitě Pavla Jozefa Šafárika v Košicích. Je autorkou astronomického kalendáře v časopise Quark a na stránkach Slovenského zväzu astronómov. Publikuje populárně-vedecké články na portálu www.pc.sk.
