W przestrzeni międzygwiazdowej we wnętrzu gromady kulistej 47 Tuc znajdują się duże ilości zjonizowanego gazu. Dowód na jego istnienie przedstawiła międzynarodowa grupa astronomów w liście do czasopisma “Astrophysical Journal”.

Gromady kuliste to sferyczne skupiska dużej ilości gęsto upakowanych gwiazd. Astronomowie darzą je szczególnym zainteresowaniem ze względu na ich podeszły wiek, którego znajomość pozwala powiedzieć coś o wieku całego Wszechświata.

Każda gromada kulista średnio raz na 100 mln lat przechodzi przez dysk galaktyki. Zderzenie materii gromady i dysku, powoduje wyczyszczenie przestrzeni w gromadzie z jakichkolwiek chmur gazu.

Z drugiej jednak strony zaawansowane ewolucyjnie gromady cały czas tracą swoją materie np. na skutek silnych wiatrów gwiazdowych. Zapas gazu międzygwiazdowego w gromadzie jest więc szybko odnawiany. Dotychczas jednak nie mieliśmy żadnych przekonujących dowodów na jego istnienie.

Sytuacja ta zmieniła się dzięki pracy międzynarodowej grupy astronomów pod kierunkiem P. Freire z University of Manchester w Wielkiej Brytanii. Jako cel swoich obserwacji wybrali oni gromadę kulistą 47 Tuc, a raczej 15 z jej 20 pulsarów. Do obserwacji wykorzystano radioteleskop Perkes pracujący na częstotliwości 1,4 GHz.

Pulsary to bardzo gęste obiekty. Ich masy są wyraźnie większe od masy Słońca, a rozmiary nie przekraczają kilkunastu kilometrów. Wirują one bardzo szybko wokół własnej osi, a gdy w ich silnym polu magnetycznym uwięzione zostają naładowane cząstki, obrotom tym towarzyszy kierunkowa emisja promieniowania elektormagnetycznego (głównie radiowego) widziana przez nas jako periodyczne, regularne błyski.

Ponieważ gwiazda obraca się bardzo szybko i regularnie, taki pulsar jest doskonałym zegarem. Na częstotliwość pracy tego zegara ma jednak wpływ wiele czynników. W szczególności silne pole grawitacyjne gromady powoduje, że pulsary poruszają się z przyspieszeniem skierowanym do jej centrum. Przyspieszenie to zmienia nieznacznie obserwowane częstości błysków. W związku z tym okresy zmienności obiektów znajdujących się za centrum gromady powinny się zmniejszać, a tych leżących przed jej centrum powinny się wydłużać. Mierząc zmiany okresów pulsarów jesteśmy w stanie stwierdzić, czy leżą one przed centrum gromady, czy za nim.

Po porównaniu właściwości sygnałów otrzymywanych od obu grup pulsarów, astronomowie doszli do wniosku, że dalsze pulsary są przesłaniane przez swobodny, zjonizowany gaz znajdujący się blisko centrum gromady. Jego gęstość okazała się ponad 100 razy większa niż gęstość materii w przestrzeni otaczającej gromadę. Jest to więc pierwszy wiarygodny dowód na istnienie takiego gazu w gromadzie kulistej.

Autor

Marcin Marszałek