Po raz pierwszy udało się astronomom zaobserwować zjawisko, które od dawna było uważane za istotne w formowaniu się potężnych galaktyk: postępujące rozrywanie małej galaktyki krążącej w halo ciemnej materii wokół o wiele większej galaktyki. Zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, potwierdzone przez Obserwatorium Kecka na Hawajach, ukazują karłowatą galaktykę rozrywaną przez siły grawitacyjne większej galaktyki spiralnej i jej halo ciemnej materii.
„Choć długo przewidywane, dowody na istnienie pióropuszy gwiazd wydzieranych galaktyce karłowatej pochłanianej przez potężną galaktykę pozostawały nieuchwytne. To odkrycie dostarcza nalepsze dotąd dowody” – mówi Duncan Forbes, astronom z Politechniki w Swinburne w Australii. Innym badaczem – współautorem raportu dla magazynu Science – jest Jean Brodie, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kaliforni w Santa Cruz, którego zespół za pomocą potężnego Teleskopu Keck 1 przebadał w marcu dwie galaktyki.
„Na zdjęciach Hubble’a można dostrzec małego kleksa blisko galaktyki spiralnej, z którego wydają się wychodzić dwa pióropusze gwiazd – można spekulować że są połączone. Aby to udowodnić musimy wykazać, że są rzeczywiście w tym samym miejscu przestrzeni a nie nałożone na siebie” – mówi Brodie.
Analizy spektroskopowe światła z dwóch galaktyk ujawniło, że są rzeczywiście fizycznie powiązane, znajdując się w odległości 2 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Ponieważ karłowata galaktyka jest tak ciemna, takie analizy mogły być tylko osiągnięte za pomocą wielkiego teleskopu jakim jest Keck, dodaje Brodie.
Dwi oddziałujące na siebie galaktyki znalazły się wśród tysięcy słabych galaktyk widocznych na jednym z pierwszych zdjęć wykonanych przy użyciu nowej Advanced Camera for Surveys zainstalowanej na HST w zeszłym roku. Na zdjęciu dominuje dramatyczna galaktyka Kijanka (UGC 10214), jednak to drugi plan z odleglejszymi galaktykami najbardziej zapasjonował astronomów.
Zdjęcie galaktyki zostało wykonane za pomocą przyrządu ACS (Advanced Camera for Surveys) Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Ta spiralna galaktyka znajduje się 420 milionów lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Smoka. Oddziaływanie grawitacyjne mijającej ją sąsiedniej galaktyki (widocznej poprzez górną lewą część dysku UGC 10214) spowodowało wyciągnięcie jednego z jej ramion spiralnych na około 280 tysięcy lat świetlnych.
Michael Beasley, badacz pracujący z Forbesem w Swinburne, pierwszy zauważył nieskatalogowaną galaktykę i jej satelitę. Beasley, Brodie oraz Jay Strader uczestniczyli w Keck 1 w badaniach gromad kulistych w odległych galaktykach, gdy zdecydowali się przyjrzeć tej intrygującej parze obiektów.
Ze środka galaktyki karłowatej wypływają pióropusze gwiazd. Grawitacja większej galaktyki spiralnej i związanej z nią ciemnej materii wywołuje siły pływowe które zaburzają mniejszą galaktykę i odzierają ją z gwiazd. Gwiazdy te stają się ostatecznie częścią kulistego halo wokół spłaszczonego dysku galaktyki spiralnej.
Z wynikami obserwacji badacze zwrócili się do Kenji Bekki’ego z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, który przeprowadził symulacje komputerowe aby zobaczyć, jak interakcja dwóch galaktyk rozwija się w czasie. Według symulacji, w wyniku zaburzania galaktyki satelitarnej, zmienia się ona w galaktykę karłowatą innego typu. „Nasze obserwacje połączone z symulacjami dały wsparcie idei sił pływowych przekształcających galaktyki karłowate” – powiedział Forbes.
Nowe odkrycia potwierdzają dominującą teorię hierarchicznego Wszechświata, w którym galaktyki powstały w halo ciemnej materii, a masywne galaktyki urosły przez pochłanianie mniejszych galaktyk. Astronomowie obserwowali wiele przypadków interakcji między dwiema dużymi galaktykami, ale dowody na pochłanianie mniejszych galaktyk przez większe były raczej drugorzędne – na przykład strumienie gwiazd w Drodze Mlecznej i pobliskiej Galaktyce Andromedy były identyfikowane jako pozostałości dawnych połączeń.
„Przypuszczamy, że połączenia z mniejszymi galaktykami były ważną częścią tego, w jaki sposób masywne galaktyki budowały swoje halo, ale to pierwszy raz kiedy mogliśmy zobaczyć bezpośrednio że to się dzieje, bez przypuszczeń” – powiedział Brodie.
Symulacje galaktyk karłowatych pokazały, dlaczego astronomowie nie byli wcześniej świadkami tak wyraźnego ich zaburzania. Większość takich galaktyk ma mocno wydłużone orbity, przez co byly najczęściej w dużej odległości od ich gospodarza. W dodatku pióropusze gwiazd od nich odrywane są zwykle bardzo słabe i niezwykle trudne do wykrycia. „Ten rodzaj interakcji można zobaczyć tylko gdy galaktyka satelitarna jest bardzo blisko masywnej galaktyki-gospodarza, lecz galaktyki karłowate spędzają większość czasu daleko od nich” – tłumaczy Brodie.
