Wielki Obłok Magellana i Mały Obłok Magellana. „Astronomiczna linijka” Wszechświata

W tym artykule:

1. Wielki Obłok Magellana – historia odkrycia
2. Wielki Obłok Magellana – znaczenie dla astronomii
3. Wielki Obłok Magellana – polski wkład w badania
4. Wielki Obłok Magellana – przyszłość

Wielki Obłok Magellana i Mały Obłok Magellana to dwie galaktyki karłowate leżące w odległości 163 tysięcy lat świetlnych oraz 206 tysięcy lat świetlnych od nas. Uformowały się, podobnie jak Droga Mleczna, około 13 miliardów lat temu. Są tzw. galaktykami satelickimi orbitującymi wokół Drogi Mlecznej. Stanowią też część tzw. Grupy Lokalnej galaktyk. To rozciągająca się na obszarze około 100 milionów lat świetlnych grupa ponad 50 galaktyk będących częścią tzw. supergrupy Laniakea. Galaktyki Grupy Lokalnej są połączone siłą grawitacji i przemieszczają się w kosmosie jako jedna całość.

Chociaż na nocnym niebie Wielki Obłok Magellana i Mały Obłok Magellana nie sprawiają zbyt okazałego wrażenia, w rzeczywistości stanowią ogromną strukturę. Naukowcy wyliczają, że tylko w Wielkim Obłoku Magellana, którego średnica wynosi 14 tysięcy lat świetlnych, może świecić około 30 miliardów gwiazd. Średnica mniejszego z obłoków to siedem tys. lat świetlnych. Dla porównania, w Drodze Mlecznej może być nawet 400 miliardów gwiazd, a średnica galaktyki wynosi około 140 tys. lat świetlnych.

Wielki Obłok Magellana – historia odkrycia

W Europie pierwsze wzmianki o istnieniu obłoków pojawiły się po powrocie żeglarzy Ferdynanda Magellana z wyprawy dookoła świata, co miało miejsce w 1522 roku. Południowe niebo nie było wcześniej znane naszym astronomom. Ale historycznie pierwszą informację o obłokach zanotował w 964 roku perski astronom Al Sufi. Wielki Obłok Magellana nazwał Bakr, czyli „biały wół”.

To najstarsze gwiazdy znalezione w Drodze Mlecznej

Międzynarodowa grupa badawcza odkryła w centrum Drogi Mlecznej najstarsze gwiazdy, które powstały niedługo po Wielkim Wybuchu.

Jednak trzeba było dopiero Edwina Hubble’a, by określić, czym tak naprawdę są Wielki Obłok Magellana i Mały Obłok Magellana. Pracujący w obserwatorium Mount Wilson niedaleko Pasadeny w Kalifornii astronom badał tzw. cefeidy, czyli wyjątkowo jasne, pulsujące gwiazdy. Odnalazł takie w kilku mgławicach i wyliczył, że mgławice te nie znajdują się, jak wcześniej sądzono, w Drodze Mlecznej, lecz stanowią odrębne galaktyki. To zmusiło astronomów do zmodyfikowania poglądów na temat kosmosu. Tym samym Obłoki Magellana zyskały miano odrębnych galaktyk.

Wielki Obłok Magellana – znaczenie dla astronomii

Dziś wiemy, że Wielki Obłok Magellana i Mały Obłok Magellana to nieregularne galaktyki, które dzielą gazową otoczkę. Zawierają wiele młodych gwiazd i gromad gwiazd, a także znacznie starsze gwiazdy. Jedna z tych gromad gwiazd zawiera gwiazdę Wolfa-Rayeta R136a1, czyli najbardziej masywną gwiazdę znaną nauce, o masie 265 razy większej od masy Słońca. Znając jej masę, możemy też określić jej przyszłość. R136a1 po utracie stabilności zapadnie się i przekształci w czarną dziurę.

Gigantyczne struktury we Wszechświecie obracają się, ale nikt nie wie dlaczego

Największe znane struktury we Wszechświecie, tak zwane włókna, obracają się – wynika z pomiarów. Jednak przyczyny tego zjawiska są nieznane.

Obłoki Magellana służą jako doskonałe laboratoria do badania bardzo aktywnego formowania się i ewolucji gwiazd. Na przykład znajdująca się w Wielkim Obłoku Magellana Mgławica Tarantula (zwana także 30 Doradus), w której można wyróżnić wspomnianą wyżej gwiazdę R136a1, jest ogromnym, zjonizowanym obszarem wodorowym, który zawiera wiele młodych, gorących gwiazd. Całkowita masa 30 Doradus wynosi około miliona mas Słońca, a jej średnica to około 550 lat świetlnych, co czyni go największym obszarem zjonizowanego gazu w całej Lokalnej Grupie Galaktyk.

Wielki Obłok Magellana – polski wkład w badania

Co ciekawe, odległość do Wielkiego Obłoku Magellana określili polscy badacze pod przewodnictwem dr. Grzegorza Pietrzyńskiego. W opublikowanym w 2013 roku na łamach prestiżowego czasopisma naukowego „Nature” artykule ogłosili, że odległość ta wynosi 160 tys. lat świetlnych z dokładnością do dwóch procent.

Informacja ta ma ogromne znaczenie dla całej astrofizyki i kosmologii, ponieważ odległość do Wielkiego Obłoku Magellana jest wzorcem stosowanym do skali odległości w całym Wszechświecie. Swego rodzaju odpowiednikiem wzorca metra przechowywanego w Sèvres pod Paryżem. Tak wykalibrowana „astronomiczna linijka” służy m.in. do określenia wartości stałej Hubble’a. Ustalenie jej dokładnej wartości jest jednym z głównych wyzwań współczesnej astronomii. Stała ta opisuje bowiem tempo rozszerzania się Wszechświata, a dodatkowo może nas przybliżyć do rozwiązania zagadki ciemnej energii, która odpowiada za trzy czwarty masy całego Wszechświata.

Nowa czarna dziura zaobserwowana poza Drogą Mleczną

Astronomowie odkryli niewielką czarną dziurę poza naszą galaktyką. Udało się to dzięki nowatorskiej metodzie, polegającej na zbadaniu ruchów obserwowanych gwiazd.

To niejedyny wkład Polaków w badanie Obłoków Magellana. Polscy astronomowie pod przewodnictwem prof. Andrzeja Udalskiego od 30 lat prowadzą eksperyment The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), czyli eksperyment soczewkowania grawitacyjnego. Głównym rejonem obserwacji są centralne rejony naszej Galaktyki oraz właśnie dwie satelickie galaktyki, czyli Obłoki Magellana. To właśnie dzięki prowadzonym w ramach OGLE obserwacjom możliwe było dokonanie najprecyzyjniejszych istniejących kalibracji gwiazd pulsujących, czyli cefeid. Wyliczenia zostały oparte na badaniach tysięcy tego rodzaju obiektów odkrytych przez projekt OGLE w Obłokach Magellana.

Wielki Obłok Magellana – przyszłość

Obecnie Obłoki Magellana świecą jako dwa odseparowane od Drogi Mlecznej elementy. Jednak całkiem niedługo, w kosmicznej skali czasu rzecz jasna, Obłoki Magellana rozsypią się i staną się pożywką dla innej, znacznie potężniejszej galaktyki. Mowa o Drodze Mlecznej, która, według wyliczeń astronomów, za około 2,4 miliarda lat zderzy się z Obłokami Magellana, a następnie je pochłonie. Będzie to spektakularny koniec galaktyk, które uczą nas jak mierzyć kosmos.