ულტრაკომპაქტური ჯუჯა გალაქტიკის ზემასიური შავი ხვრელი

 ნებისმიერი კოსმოსური ობიექტის მასას, პლანეტა იქნება, ვარსკვლავი თუ გალაქტიკა,  ის ფიზიკური კანონები განსაზღვრავს, რომლებიც ამ ობიექტის ფორმირებასა და შემდგომ ევოლუციაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. მაგალითად, ჩვეულებრივი ვარსკვლავის მასა დაახლოებით 0,1-დან 200-300 მზის მასის ფარლებშია – მასათა სწორედ ამ დიაპაზონშია ეფექტური ე.წ. გრავიტაციული არამდგრადობა, ან ჯინსისეული არამდგრადობა, რომელიც პროტოვარსკვლავური გაზის ღრუბლის შეკუმშვაზეა პასუხისმგებელი.

 იგივე ხდება გალაქტიკების შემთხვევაშიც, ოღონდ სხვა მასშტაბებზე: მათი მასა 108-1013 მზის მასის ფარგლებშია. კოსმოსური მასების პირობით სკალაზე, გალაქტიკების მასის კლებისკენ თუ წავალთ, სიცარიელეს აღმოვაჩენთ, შემდეგ კი ვარსკვლავური გროვები შეგვხვდება: ათობით ათასიდან, რამდენიმე მილიონი მზის მასის ფარგლებში. ასტრონომები ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში ვერ ხედავდნენ შუალედური მასის ობიექტებს, რომლებიც სფერულ ვარსკვლავთგროვებზე მძიმე, ხოლო ყველაზე პატარა ჯუჯა გალაქტიკებზე მსუბუქი იქნებოდა.

 მდგომარეობა XXI საუკუნის დასაწყისში შეიცვალა, როცა ახალი თაობის ტელესკოპებით, სპექტროსკოპული დაკვირვებებით, ღუმელის სახელით ცნობილი გალაქტიკური გროვის ცენტრთან უჩვეულო ობიექტები იქნა შემჩნეული(პირველი ფოტო. NGC 1427A ამ ჯგუფს არ ეკუთვნის). ამ ობიექტებს სფერულ გროვებზე მეტი ნათობა და რთული სტრუქტურა ჰქონდა, ამიტომ ისინი გალაქტიკებს მიაკუთვნეს და ულტრაკომპაქტური ჯუჯა გალაქტიკები უწოდეს(ultra-compact dwarf galaxy – UCD).

 როგორ ფორმირდება ასეთი გალაქტიკები? ვარსკვლავთა ძალიან მასიური სფერული გროვები გრავიტაციულად არამდგრადია, მათში ბნელი მატერია(დადუდგენელი ბუნების მასა, რომლის გრავ. ზემოქმედება გალაქტიკებსა და მათ გროვებს მთლიოანობას უნარჩუნებს)არ არის, კიდეზე მდებარე ვარსვლავები სხვა ვარკვლავების მიზიდულობას ძლევენ და გროვიდან გარბიან. ჩვეულებრივი გალაქტიკები, ძალიან მარტივად რომ ვთქვათ, ბნელი მატერიის სიმკვრივის პირველადი ფლუქტუაციებით(გადახრა რაიმე საერთო მაჩვენებლიდან) გაჩნდა, დიდი აფეთქების მერევე(მოკლედ კოსმოლოგიური მოდელის შესახებ). რაც უფრო მეტად იყო გამოხატული ეს ფლუქტიაციები, მით უფრო სწრაფად ფორმირდებოდა გალაქტიკები და პირიქით. თანამედროვე წარმოდგენებით, რამდენიმე მილიონი მზის მასის მქონე ჰიპოთეტური გალაქტიკების ფორმირების დრო, სამყაროს ასაკს უნდა აჭარბებდეს – ისე ნელა ფორმირდებიან, რომ ჯერ არც უნდა არსებობდნენ.

 ასეთი გალაქტიკები აღმოჩენილია და მეცნიერებს ამ გამოცანის ამოხსნაზე უწევთ მუშაობა. დღევანდელი დღისთვის, UCD გალაქტიკათა ფორმირების ამხსნელი სამი თეორიული მოდელია ცნობილი:

1) ეს ის ”თითქმის შეუძლებელი” ჯუჯა გალაქტიკებია, რომლებიც პირველადი ფლუქტუაციების გარშემო წარმოიქმნა, უბრალოდ, ფორმირების მექანიზმია შესასწავლი;

2) სფერული ვარსკვლავთგროვების შეჯახება;

3) მასიური ჯუჯა გალაქტიკების ფრაგმენტებია, რომელთა გარე გარსი, ახლოს მოძრავი მასიური გალაქტიკის მიზიდულობამ ამოგლიჯა.

 ბოლო არგუმენტის სასარგებლოდ ერთი საინტერესო აღმოჩენაც მეტყველებს: მასა-ნათობის გრაფიკზე UCD გალაქტიკები ძირითადი მრუდის ზემოთაა, გაცილებით ზემოთ, ვიდრე სხვა გალაქტიკები. რაც უფრო მასიურია გალაქტიკა ან გალაქტიკების გროვა, მით უფრო ელვარეა ის. არსებული მონაცემების მიხედვით, მრუდი შეიძლება შეიქმნას, რომელიც არარსებული გალაქტიკების შესახებაც კი შეგვიქმნის წარმოდგენას. UCD გალაქტიკათა უმრავლესობა ამ თეორიული მრუდის ზემოთაა: მათი ელვარება და მასა შეუთავსებელია. თუ ამის მიზეზი მათ ცენტრში მდებარე ზემაისური შავი ხვრელია(ზმშხ), რომელიც გალაქტიკის სრულ მასას ზრდის, თუმცა არ მომქედებს ნათობაზე, პირველი ორი მოდელი კიდევ უფრო არადამაჯერებელი გახდება. სწორედ ამ მიმართულებით მუშაობდა მეცნიერთა დიდი ჯგუფი, რომელმაც ევროპის სამხრეთული ობსერვატორიის(პარანალი, ჩილე) ყველზე დიდ ტელესკოპზე(VLT) დამონტაჟებული სპექტროგრაფი SINFONI გამოიყენა(დიდი ტელესკოპების ერა).

ღუმელის ცენტრალური ნაწილის საარქივო გამოსახულება, მიღებული ინფრაწითელ დიაპაზონში ”სპიცერის” მიერ. ჩანართებზე – ”ჰაბლითა” და SINFONI-თ გადაღებული UCD3.

 SINFONI ახალი კლასის სპექტროგრაფებს მიეკუთვნბა, რომელიც ცალკეული პიქსელის სპექტრს ღებულობს და არა მთლიანი გამოსახულებისა, როგორც ადრე იყო. გამოსახულბის ერთი პიქსელი არა რაღაც ციფრული მნიშვნელობით არის დატვირთული, არამედ მონაცემთა სრულფასოვან ნაკრებს მოიცავს. მას სივრცულ პიქსელსაც უწოდებენ, ან სპაქსელს. ისე გამოდის, რომ ბრტყელ გამოსახულებას თითქოს მესამე განზომილება ემატება: ფოტოს ყოველ წერტილს თავისი სპექტრი შეესაბამება. ასეთ ფოტოებს დატა-კუბებსაც უწოდებენ.

დატა-კუბი სპექტროგრაფ MUSE-ს მიხედვით(ESO).

გალაქტიკა UCD3-ის მიმართულებით დაკვირვება არატიპიურად დიდი ხანი მიმდინარეობდა – 3:30 საათი, ხოლო ადაპტიური ოპტიკა(ატმოსფეროს ლივლივის კომპენსაცია ტელესკოპის სარკის მიკრო შეკუმშვა გაფართოებებით) წარმოუდგენელ კუთხურ გარჩევადობას იძლეოდა – 0,18 კუთხური წამი პიქსელზე ინფრაწითელ დიაპაზონში.

SINFONI-დაყენება VLT-ზე(ESO).

 გალაქტიკა ოთხ კონცენტრულ რგოლად იქნა დაყოფილი. დაფიქსირებული იქნა UCD3-ის ცენტრალური ნაწილის სპექტრის ხაზების გაფართოება, რაც ჩვენი და საპირისპირო მიმართულებებით სწრაფად მოძრავი მატერიის გამოსიხვებისთვის არის დამახასიათებელი. სპექტრის ამ მონაკვეთის ფორმისა და გაფართოების მიხედვით, გალაქტკის ცენტრალურ ნაწილში მდებარე ვარსკვლავების მოძრაობის თავისებურება და სიჩქარე შეიძლება დადგინდეს. შემდეგ, ამ მოდელს ვარსკვლავთა მასა ემატება. ვარსკვლავთა ზუსტი რიცხვი, რა თქმა უნდა, მეცნიერებმა არ იციან, ხოლო ვარსკვლავების განაწილების მიახლოებითი მაჩვენებელი, ზოგადი, მათთვის დიდი ხანია ცნობილია. ზემოთ ხსენებულის გათვალისიწნებით ჩატარებული მოდელირებით დადგინდა – მარტო ვარსკვლავები საკმარისი არ არის იმისათვის, რომ ცენტრში მდებარე მნათობები ასე სწრაფად მოძრაობდეს, ამიტომ მოდელში ზემასიური შავი ხვრელი(ზმშხ) იქნა დამატებული. აღმოჩნდა, რომ ვარსკვლავთა მოძრაობა მაშინ იქნება ფიზიკის კანონებთან თავსებადი, თუ იქ 3,3 მილიონი მზის მასის ზმშხ-ც არის. მეტად უჩვეულო აღმოჩენაა – ირმის ნახტომში და მასზე 100-ჯერ პატარა UCD3-ში, თითქმის ერთნაირი მასის ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელებია ”მოკალათებული”!

 ეს შედეგი, ახლოს მოძრავი მასიური გალაქტიკის მიერ ვარსკლავების წართმევის მოდელისთვისაც თავსებადია – ამ გალაქტიკის წარსულში იყო მომენტი, როცა მასიურმა გალაქტიკამ მასთან ახლოს გაიარა და UCD3-დან ვარსკვლავები გაიტაცა, მაგრამ მაშინ, UCD3 ჩვეულებრივი ჯუჯა გალატიკა იყო და არა ულტრაკომპაქტური. ”მტაცებელი გალაქტიკა” ჯერ არ აღმოუჩენიათ, მოდელი კი მის გარეშეც კარგად გამოიყურება.

 მოქცევითი(გრავიტაციული) წართმევის მოდელის კიდევ ერთი მტკიცებულებაა ზმშხ-სა და UCD3-ის მასების თანაფარდობა: ზმშხ-ს მასა, გალაქტიკის ვარსკვლავური მასის 4%-ს შეადგენს, რაც ძალიან ბევრია. უზარმაზარი შავი ხვრელები ასეთ პატარა და კომპაქტურ გალაქტიკებში არ და ვერ წარმოიქმნება, ამდენი მატერია იქ უბრალოდ არ არის!

 UCD გალაქტიკების კიდევ უფრო მეტი დეტალიზაციით კვლევას მათი სიმცირე, კომპაქტურობა და სუსტი ნათება აბრკოლბს. ტელესკოპებით, დედამიწაზე თუ კოსმოსში, 81 მილიონი სინათლის წლის იქეთ მდებარე UCD გალაქტიკების სპექტრის შესწავლა შეუძლებელია. მიუხედავად ამისა, ასეთი გალაქტიკების კვლევა აუცილებელია – არა მარტო გალაქტიკათა მასების იმ ინტერვალის შესასწავლად, რომელიც ადრე ცარიელად ითვლებოდა, არამედ სამყაროში ზემასიური შავი ხვრელების რაოდენობისა და განაწილების ზუსტი რიცხვის დასადგენადაც.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *