Usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA aguçada, os astrônomos, pela primeira vez medido com precisão a velocidade de rotação de uma galáxia com base no movimento do relógio-like de suas estrelas.
De acordo com sua análise, a parte central da galáxia vizinha, chamada a Grande Nuvem de Magalhães (LMC), completa uma rotação a cada 250 milhões de anos. Coincidentemente, leva o nosso Sol a mesma quantidade de tempo para completar uma rotação em torno do centro da nossa galáxia Via Láctea.
A equipe de Hubble, composta por Roeland van der Marel do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Md., E Nitya Kallivayalil da Universidade da Virgínia em Charlottesville, Va., Usado Hubble para medir o movimento médio de centenas de estrelas individuais no LMC, localizada 170.000 anos-luz de distância. Hubble registrou ligeiros movimentos das estrelas ao longo de um período de sete anos.
galáxias em forma de disco, como a Via Láctea eo LMC, geralmente gira como um carrossel. rastreamento de precisão do Hubble oferece uma nova maneira de determinar a rotação de uma galáxia pelo "lado" movimento próprio de suas estrelas, como visto no plano do céu. Os astrônomos longo medida os movimentos para os lados de objetos celestes nas proximidades, mas esta é a primeira vez que a precisão tornou-se suficiente para ver outro rotação galáxia distante.
Para os astrônomos do século passado calcularam as taxas de rotação de galáxias ao observar uma ligeira mudança no espectro - o chamado efeito Doppler - da sua luz das estrelas. De um lado do disco estelar de fiação de uma galáxia, as estrelas balançando na direção da Terra irá mostrar uma blueshift espectral (a compressão das ondas de luz devido ao movimento em direção ao observador). Estrelas oscile afastando-se da terra, no lado oposto de um Galaxy mostrará um desvio para o vermelho espectral (o alongamento de luz para comprimentos de onda mais vermelhos devido ao movimento para longe do observador).
As laterais do Hubble movimentos recém-medidos e os movimentos de Doppler medidos anteriormente cada fornecer informações complementares sobre a taxa de rotação da LMC. Ao combinar os resultados, a equipe de Hubble, pela primeira vez obtida uma visão totalmente tridimensional dos movimentos estelares em outra galáxia.
"Determinar a rotação de uma galáxia medindo seus movimentos instantânea e para trás não permite um para ver realmente as coisas mudam ao longo do tempo", disse van der Marel, o principal autor de um artigo na edição de 01 de fevereiro do Astrophysical Journal descrevendo e interpretação dos resultados. "Ao usar Hubble para estudar os movimentos das estrelas ao longo de vários anos, podemos, na verdade, pela primeira vez, ver uma galáxia girar no plano do céu."
Kallivayalil, que liderou a análise de dados, acrescentou: "Estudar esta galáxia próxima, acompanhando os movimentos das estrelas dá-nos uma melhor compreensão da estrutura interna das galáxias de disco Sabendo taxa de rotação de uma galáxia oferece insights sobre como uma galáxia formada, e ele pode. ser utilizado para calcular a sua massa. "
Hubble é o único telescópio que pode fazer este tipo de observação por causa da sua resolução afiada, a sua estabilidade de imagem e os seus 24 anos no espaço. "Se imaginarmos um ser humano na Lua", disse van der Marel explicou, "a precisão do Hubble nos permita determinar a velocidade com que o cabelo da pessoa cresce."
"Esta precisão é crucial, porque os movimentos estelares aparentes são tão pequenas por causa da distância da galáxia", disse ele. "Você pode pensar da LMC como um relógio no céu, em que as mãos tirar 250 milhões de anos para fazer uma revolução. Sabemos que as mãos do relógio se movem, mas mesmo com Hubble precisamos olhar para eles durante vários anos para ver qualquer movimento."
A equipa de investigação usou câmera de campo largo 3 e Advanced Camera for Surveys do Hubble para observar estrelas em 22 campos espalhados por todo o vasto disco da LMC, que aparece no céu noturno do sul como um objeto cerca de 20 vezes o diâmetro angular da lua cheia. Setas na imagem acompanha mostram o movimento previsto para os próximos 7 milhões de anos, com base nas medições de Hubble.
Cada campo foi escolhido para conter não só dezenas de LMC estrelas, mas também um quasar fundo, um farol brilhante de luz alimentado por um buraco negro no centro de uma galáxia ativa distante. Os astrônomos precisavam dos quasares como pontos de referência de fundo fixos para medir o movimento extremamente sutil das estrelas LMC.
Esta medida é o culminar de um trabalho contínuo com Hubble por van der Marel e outra equipe para refinar taxa de rotação da LMC. Van der Marel começou a analisar a rotação da galáxia em 2002, criando previsões detalhadas, agora confirmados pelo Hubble, do que a rotação deve ser parecida.
"A LMC é uma galáxia muito importante porque é muito perto da nossa Via Láctea", disse ele. "Estudar a Via Láctea é muito difícil, porque tudo que você vê está espalhada por todo o céu. É tudo a distâncias diferentes, e você está sentado no meio dela. Estrutura Estudar e rotação é muito mais fácil se você ver uma galáxia próxima de o lado de fora."
"Porque o LMC é tão próxima, é um ponto de referência para os estudos da evolução estelar e as populações. Por isso, é importante compreender a estrutura da galáxia", disse Kallivayalil. "Nossa técnica para medir a taxa de rotação da galáxia usando movimentos totalmente tridimensional é uma nova maneira de lançar luz sobre essa estrutura. Ela abre uma nova janela para a nossa compreensão de como as estrelas em galáxias se mover."
Além própria rotação da LMC, também está se movendo em torno da Via Láctea como um todo. Em trabalhos científicos anteriores, a equipe e seus colaboradores usaram dados do Hubble para mostrar que a LMC se move mais rápido ao redor da Via Láctea do que se acreditava anteriormente. Esta pesquisa reviu a nossa compreensão de quantas vezes essas galáxias vizinhas poderia ter conhecido e interagiram no passado.
A equipe na próxima planeja usar o Hubble para medir os movimentos estelares em primo diminuto da LMC, a Pequena Nuvem de Magalhães, usando a mesma técnica. As galáxias estão interagindo, e que o estudo também deve render uma melhor visão sobre como as galáxias estão se movendo em torno de si e em torno da Via Láctea.
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