Pre svega, da se ukratko upoznamo sa time šta su uopšte Magelanovi oblaci.
To su dve nepravilne patuljaste galaksije locirane na južnom nebu, koje poput satelita kruže oko Mlečnog puta, te su svi zajedno članovi naše mnogobrojne Lokalne grupe galaksija. Svrstane su u grupu nepravilinih galaksija, jer se u njima do nedavno nije uočavala jasna simetrija ili definisano jezgro. Vidljive su i to veoma lepo golim okom ali samo sa juzne hemisfere planete.
This photograph was produced by European Southern Observatory.
Sigurno je da su ova dva nebeska objekta bila poznata ljudima još u praskozorje istorije. Prve tragove uopšte o njihovom postojanju nalazimo kod starih aboridžinskih naroda Australije, ali prve pisane tragove u zapadnoj civilizaciji ostavio nam je persijski astronom Abd–al Rahman Al Safi, koji 964. godine u svojoj "Knjizi nepokretnih zvezda" pominje Al Bakr, Belog Bika, objekat koji se ne vidi iz Bagdada ali se vidi sa prolaza Babd al Mandeba. Sledeći ko ih je pominjao bio je slavni moreplovac Amerigo Vespuči, u pismima sa svog trećeg putovanja 1503–4. godine. Konačno, za vreme svog epskog putovanja oko Zemlje, Fernando Magelan ih je posmatrao i opisao, a saznanje o njima je 1519. godine donešeno u Evropu.
 |
Dole na ovom starom crtežu na kori drveta prikazan je šator Jukara čoveka, a predstavlja Veliki Magelanov oblak. Gornji oval je šator Jukara žene, i prestavlja Mali Magelanov oblak. Između njih je ognjište (verovatno zvezda Archernar[1] okružena drugim zvezdama) sa zapaljenim panjevima i dimom. |
Veći objekat, poznat kao Veliki Magelanov oblak (VMO), udaljen je od nas 50 kpc (oko 160.000 sv godina) i većim delom je lociran u sazvežđu Sabljarka (Dorado). Njegov ugaoni prečnik je negde oko 7°, što znači da je oko 5 puta manjeg prečnika od naše galaksije. Veruje se da ima 100–200 milijardi zvezda, što je samo 10% naše populacije. Dugo se smatralo da je ova galaksija nepravilna, ali su nedavni radovi (Sung Kim i saradnici) potvrdili da ima izraženu spiralnu strukturu.
Mali Magelanov oblak (MMO ili NGC 292) je patuljasta galaksija skoro sasvim smeštena u sazvežđu Tukana, udaljena je 65 kpc, i meri oko 4° u prečniku. Predstavlja jedan od najudaljenijih objekata na nebu koje ipak možemo da vidimo golim okom. Sadrži "svega" 30 milijardi zvezda.
Zajedno sa divovskom Andromedinom galaksijom M31, Magelanovi oblaci su sa još 40–ak manjih galaksija članovi naše lokalne skupine galaksija i nama su najbliži vangalaktički objekti[2].
Za objašnjenje uzajamnog delovanja i pojava koje to prate, poslužiće nam prigodno predavanje Meri E. Putman, post–doktoranta na školi za astronomiju i astrofiziku Australijskog nacionalnog univerziteta, održano 2000. godine.
Rezultati interakcija Mlečnog puta i Magelanovih oblaka ogledaju se kroz delovanje nekoliko gasovitih kompleksa velike brzine koje se nalaze u sastavu samih Oblaka. Ti kompleksi su poznati pod deskriptivnim nazivima kao što su Magelanov most, koga čini jedna vodonična "veza" između Malog i Velikog Magelanovog oblaka, zatim Magelanov potok, koga čine gasovita vlakna elementarnog vodonika, dimenzija 10° × 100°, a koja se protežu duž Oblaka, i Vodeće ruke, difuznih vlakana vodonika, koji predvode, prethode Oblacima.
Mehanizmi koji su odgovorni za nastanak ovih pojava su još uvek uzrok mnogih debata u astronomskim krugovima, a nedostatak valjanog modela i detaljnih i opsežnih osmatranja su samo neki od glavnih uzroka nerazumevanja ovih do nedavno potpuno nepoznatih pojava.
Nedavno su naučnici iz Australije (među kojima ima i naših ljudi), objavili seriju velikih mozaika, sa podacima prikupljenim radom na nekoliko veoma značajnih projekata, gde su u punom svetlu prikazana sva tri navedena Magelanova kompleksa u dvostruko većoj rezoluciji nego što je to bilo moguće ranije. Neki od tih najznačajnijih projekata su npr. "HI Parkes All Sky Survey" (HIPASS[3]), "SMC HI" dr Snežane Stanimirović, "LMC HI" dr Kim Sunga, kontinuumske mape dr Miroslava D. Filipovića itd. Iz svega iznešenog, jasno je da su te pojave međusobno povezane, ali i da su po svojoj brzini i prostornom rasporedu nezavisne. Upravo te razlike donekle bacaju svetlo na njihovo poreklo i sadašnje stanje. Velika gustina "grudvi" vodonika u pravcu galaktičke grupe Skulptora, koja je, a možda i nije u vezi sa navedenim pojavama, takođe su predmet opsežnih razmatranja i istraživanja.
Uvod
Praktično sve galaksije u vasioni pre ili kasnije postaju deo nekog interaktivnog sistema. Naravno da to važi i za našu galaksiju, ali do nedavnog otkrića patuljaste galaksije Sag DEG u sazvežđu Strelca, strujanja vodonika u Magelanovim oblacima predstavljala su jedan od retkih sigurnih znakova naše interaktivne prošlosti. Gigantske strukture neutralnog vodonika, poznate kao Magelanov potok, Magelanov most i Vodeća ruka, reprezentuju njihove međusobne interakcije kao i interakcije sa Mlečnim putem. Ovi Magelanski vodonični kompleksi sačinjavaju najveći deo visokoubrzane koncentracije vodonika, onoga što se na nebu južne hemisfere registruje kao "oblaci velike brzine" (High Velocity Clouds – HVC). To su objekti koji se uklapaju u klasičnu sliku galaktičke vodonične rotacije, čija se brzina kreće u rasponima od = 90 – 400 km s–1 (po studiji Wakkera & Van Woerdena iz 1997).
Ukupna HVC populacija ima brojne alternative svog nastanka: od supermehurova u galaktičkom disku, do plimskih ostataka ili do jednostavne gradivne materije Lokalne grupe. Da bi mogli putem objekata HVC lakše da shvatimo i odredimo stepen interakcije naše galaksije sa Magelanovim oblacima, potrebno je da detaljnije upoznamo ukupan raspored vodonika u HVC. To nam danas omogućavaju, između ostalih, i složene mape dobijene posredstvom složenog programa za radio–osmatranje HIPASS kojima se prate prostorna kretanja HVC (Putman & Gibson, 1999), kao i otkrivanje ranije prikrivenih struktura i malih ali brzih grudvi gasova unutar Magelanovog sistema.
Magelanovi kompleksi
Tri materijalna kompleksa koja karakteriše velika brzina kretanja i koja su klasifikovana kao ostaci Magelanovih oblaka nazivaju se Magelanov most, Magelanov potok i Vodeća ruka. Kada bi bili na istoj udaljenosti od 55 kpc, računa se da bi njihova ukupna masa iznosila 4,87 × 108 masa Sunca.
Magelanov most i Vezni region (vidi sl. 1) predstavlja ogroman pramen hladnog neutralnog vodonika približne mase ~ 3 × 108 mase Sunca, koji spaja dva Magelanova oblaka i ima brzinu u rasponu od oko 125 km s–1 na repu Malog Magelanovog oblaka (MMO) ili na tzv. Šeplijevom krilu, do oko 300 km s–1 u produženom kraku Velikog Magelanovog oblaka (VMO). Gravitacioni modeli pokazuju da se ovaj Most pružio od MMO još tokom bliskog kontakta dva Oblaka negde pre 0,2 milijarde godina (Gardiner & Noguchi, 1996). Podaci koje je pribavio HIPASS otkrili su nove strukture duž Mosta, što sugeriše da je Most zapravo nastao od materijala poteklog sa oba Oblaka. Most je jedini HVC za koji se zna da sadrži zvezde, a prosečna starost većine sazvežđa u njemu (10 – 25 miliona godina) govori da je Most region u kome se rađaju mlade zvezde (Grondin, Demers & Kunkel, 1992).
Slika 1: Mapa gustine neutralnog vodonika Magelanovog mosta koji spaja Veliki i Mali Magelanov oblak. Projekcija je bazirana na prethodnim mapama sistema i na njoj su označeni glavni delovi. Obojene konture su gustine 1, 2, 4, 8, 16 i 32 × 1020 cm–2.
 |
Slika 2: Integrisana mapa jačine Magelanovog potoka (νLSR = – 400 do + 400 km s–1), koji polazi od MMO i Mosta i pruža se do deklinacije + 02°. Radi lakšeg snalaženja obeleženi su položaji grudvi MS I i MS IV, koje je prvi zapazio Mathewson 1979. godine. |
HIPASS–ova mapa Magelanovog potoka prikazana je na slici 2. Potok prati Magelanove oblake na dužini od preko 100° i ne predstavlja samo uzanu nit koja je označavana na prethodnim mapama (Mathewson, Cleary i Murray, 1974), već jednu složenu mrežu vlakana i grudvi gasa. Ukupna masa mu je procenjena na malo više od 108 masa Sunca. Početak Potoka sadrži višestruka vlakna i strukture koje su karakteristične za udarni talas i prostire se severno od MMO i Mosta, i kreće se brzinom od νLSR = 90 – 240 km s–1. Većina vlakana se završava na deklinaciji 60°, ali glavna struja gasova Potoka nastavlja da teče ka severu, gde se račva i postepeno opada. Grudve velike gustine prate Potok i po položaju i po brzini, sem u predelu galaktičke grupe Sculptora, o čemu će biti još reči. U Potoku nisu uočene nikakve zvezde (npr. Guhathakurta & Reitzel, 1998), ali se vodonik lako uočava na svim lokacijama duž Potoka čija je gustina veća od 1019 mase Sunca (Weiner & Williams, 1996; Bland – Hawthorn & Maloney, 1999), što pokazuje da je Potok jonizovan fotonima poteklim od galaksije (Bland – Hawthorn & Maloney, 1999).
Treći Magelanov kompleks predstavlja prirodnu kopiju Potoka i naziva se Vodeća ruka (vidi sl. 3). Ta tvorevina, 4 puta manje mase od Potoka (znači svega 6% od ukupne mase gasova), znatno je difuznije strukture od Potoka i njena vodeća pozicija jasno pokazuje da su plimske sile dominantni mehanizam u formiranju Magelanovog potoka. Do nedavno, jedino ovaj kompleks je sa sigurnošću bio definisan kao Magelanov ostatak (Putman, 1998), jer su slabije rezolucije predhodnih snimaka prenebregavale vlakna materije između grudvi i veze sa Magelanovim oblacima. Dalji dokazi o Magelanskom poreklu ove tvorevine određeni su određivanjem metaličnosti uz pomoć pozadinske galaksije NGC 3783.
 |
Slika 3: HIPASS je obezbedio mapu vrhunskog intenziteta, koja prikazuje Vodeću ruku u punom rasponu, kao i Magelanove oblake, Most i početka Potoka (kako je i obeleženo). Položaj pozadinske galaksije, NGC 3783, takođe je označen (vidi tekst). Da bi se izbegla emisija iz galaktičke ravni (koja se prostire od 120 km s–1 u tom pravcu),
|
Jesu li to sve Magelanski ostaci?
Nakon što su HIPASS i ostali projekti omogućili otkriće Vodeće ruke, počelo je sa nagađanjima o poreklu i ostalih vodoničnih pojava u Magelanovom sistemu na južnom nebu. Jedna važna grupa HVC koje je HIPASS uspešno detektovao jesu kompaktni vodonični oblaci velike brzine (CHVS) koji okružuju Magelanov potok i Vodeću ruku (pogledaj sl. 2 i 3). Da li su ti objekti dodatni ostaci interakcije galaksija ili pak mogući udaljeni tragovi Lokalne grupe (Blitz, 1999, Brown & Burton, 1999.), za sada možemo samo da nagađamo. Većina CHVC svojim položajem i brzinom prate čitav Magelanov kompleks, što sugeriše da su u vezi sa Potokom ili Vodećom rukom; međutim, između deklinacija –30° i –40° CHVC imaju mnogo veći brzinski raspon disperzije (~ 500 km s–1; od νLSR = –250 do 250 km s–1) od prosečne disperzije materijala samog Potoka (~ 80 km s–1). Ovaj deklinacioni opseg obuhvata južnu i bližu stranu (na ~ 2 Mpc) Skulptorove grupe galaksija. Slika 4 pokazuje složenost tog regiona, u kome se pozitivne brzine CHVC utapaju među galaksije, dok Magelanov potok nastavlja ka jugu.
Ovi rezultati su postali posebno interesantni kada su objavljeni rezultati Jerjena, Freemana i Binggeli (1998) o merenjima udaljenosti, koji su govorili o tome da Grupa Skulptor nije zapravo odvojena grupa galaksija, već samo jedan ogranak Lokalne grupe, koji formira pramen galaksija dimenzija 6 x 2 Mpc, sa M31 i Mlečnim putem na jednom kraju[4] (danas je čitava hipoteza dovedena u pitanje). Kompaktni HVC ne pripadaju normalnoj distribuciji materijala Magelanovog potoka, već mogu da leže bilo gde duž pomenutog ogranka galaksija. Na navedenoj dužini od 2 Mpc ukupna masa oblaka ima masu od ~107 masa Sunca i prečnik od ~ 20 kpc.
Budućnost ovih navedenih gasovitih kompleksa može da krene po jednom od navedenih scenarija: 1) mogu ponovo da srastu sa Magelanovim oblacima; 2) mogu da srastu ali sa Mlečnim putem; 3) mogu da stvore jedan šroki gasoviti halo oko galaksije; i 4) da formiraju patuljastu galaksiju.
Slika 4. Magelanov potok se sudara sa Grupom Skulptor. Naznačene su brzine od 73 – 450 km s–1. Označeno je nekoliko galaksija iz Skulptorove grupe, kao i pozicije dveju obližnjih patuljastih galaksija. Takođe je vidljivo i račvanje Magelanovog potoka kao i grudve koje prate Potok. Konture odgovaraju temperaturama od 0.4, 0.8, 1.6 i 6.4 K.
Zaključak
HIPASS je omogućio ogromnu količinu informacija o razmeštaju neutralnog vodonika na južnom nebu. Uzajamni gravitacioni uticaji Magelanovih oblaka i Mlečnog puta stvorile su neobične tvorevine, a strukture otkrivene tom prilikom pružile su značajne informacije o tačnim mehanizmima odgovornim za njihovo nastajanje.
Rezolucija i prostorno odmeravanje HIPASS–a prvi put su omogućila istraživanje složene populacije kompaktnih HVC i njihovog mogućeg vangalaktičkog porekla. Posmatranje u pravcu Skulptorove grupe galaksija se pokazalo kao idealno mesta za početak takvog istraživanja. Dalja proučavanja će omogućiti napredak u određivanju količine vodonika, veću rezoluciju pri određivanju brzina, kao i optička i UV merenja pri određivanju metalnost[5]i Magelanovih i HVCV objekata.
iz Australije, Univerzitet zapadni Sidnej
