Az emberek ősidők óta bámulják az éjszakai égboltot, és ámulattal figyelik a rájuk visszanéző égi objektumokat. Míg ezeket az objektumokat egykor isteni természetűnek gondolták, és később összetévesztették őket üstökösökkel vagy más asztrológiai jelenségekkel, a folyamatos megfigyelések és a műszerek fejlődése oda vezetett, hogy ezeket az objektumokat azonosítani lehetett annak, amik valójában.
Ez a Kis és Nagy Magellán-felhő például két nagy csillag- és gázfelhő, amelyek szabad szemmel is láthatók a déli féltekén. A Tejútrendszer galaxistól 200 000, illetve 160 000 fényév távolságra találhatóak (illetve 160 000 fényévre), és ezeknek az objektumoknak a valódi természetét csak körülbelül egy évszázada értjük. És mégis, ezeknek az objektumoknak még mindig vannak olyan rejtélyei, amelyek megoldásra várnak.
Jellemzők:
A Nagy Magellán-felhő (LMC) és a szomszédos Kis Magellán-felhő (SMC) a galaxisunk körül keringő csillagvidékek, amelyek feltűnően úgy néznek ki, mint a Tejútrendszer levált darabjai. Bár az éjszakai égbolton 21 fok választja el őket egymástól – ami körülbelül 42-szerese a telihold szélességének -, a valódi távolságuk mintegy 75 000 fényévre van egymástól.
A Nagy Magellán-felhő a Tejútrendszertől mintegy 160 000 fényévre, a Dorado csillagképben található. Ezzel a 3. legközelebbi galaxis hozzánk, a Nyilas törpegalaxis és a Canis Major törpegalaxisok mögött. Eközben a Kis Magellán-felhő a Tucana csillagképben található, mintegy 200 000 fényévnyire.
A LMC nagyjából kétszer akkora átmérőjű, mint az SMC, átmérője mintegy 14 000 fényév, szemben a 7 000 fényévvel (szemben a Tejútrendszer 100 000 fényévével). Ezzel a Tejútrendszer, az Androméda és a Triangulum-galaxis után a 4. legnagyobb galaxis a galaxisok Helyi Csoportjában. Az LMC körülbelül 10 milliárdszor akkora tömegű, mint a mi Napunk (a Tejútrendszer tömegének körülbelül tizede), míg az SMC körülbelül 7 milliárd naptömegnek felel meg.
Szerkezetét tekintve a csillagászok az LMC-t a szabálytalan típusú galaxisok közé sorolták, de van egy nagyon feltűnő sáv a közepén. Ergo lehetséges, hogy a Tejútrendszerrel való gravitációs kölcsönhatása előtt sávos spirál volt. Az SMC szintén tartalmaz egy központi sávszerkezetet, és feltételezések szerint ez is egykor sávos spirálgalaxis volt, amelyet a Tejútrendszer megzavart, hogy kissé szabálytalanná váljon.
A különböző szerkezetükön és kisebb tömegükön kívül két lényeges dologban különböznek a mi galaxisunktól. Először is, gázban gazdagok – ami azt jelenti, hogy tömegük nagyobb hányada hidrogén és hélium – és gyenge a fémtartalmuk, (ami azt jelenti, hogy csillagaik kevésbé fémdúsak, mint a Tejútrendszeré). Mindkettő rendelkezik ködökkel és fiatal csillagpopulációkkal, de a nagyon fiatal csillagoktól a nagyon öregekig terjedő csillagokból állnak.
Valójában ez a gázbőség biztosítja, hogy a Magellán-felhők képesek új csillagokat létrehozni, némelyik csak néhány százmillió éves. Ez különösen igaz az LMC-re, amely nagy mennyiségben termel új csillagokat. Jó példa erre az izzó-vörös Tarantula-köd, egy gigantikus csillagkeletkezési régió, amely 160 000 fényévre van a Földtől.
A csillagászok becslése szerint a Magellán-felhők körülbelül 13 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek, nagyjából egy időben a Tejútrendszer galaxisával. Egy ideje azt is feltételezik, hogy a Magellán-felhők a jelenlegi távolságukhoz közeli távolságban keringenek a Tejútrendszer körül. Megfigyelési és elméleti bizonyítékok azonban arra utalnak, hogy a felhők a Tejútrendszerrel való árapály kölcsönhatások miatt nagymértékben eltorzultak, amikor közel kerültek hozzá.
Ez arra utal, hogy valószínűleg nem kerültek gyakran olyan közel a Tejútrendszerhez, mint most. A Hubble-űrteleszkóppal 2006-ban végzett mérések például azt sugallták, hogy a Magellán-felhők túl gyorsan mozognak ahhoz, hogy hosszú távon a Tejútrendszer kísérői legyenek. Sőt, a Tejútrendszer körüli excentrikus pályájuk arra utal, hogy a világegyetem kezdete óta csak egyszer kerültek közel galaxisunkhoz.
Ezt követte 2010-ben egy tanulmány, amely szerint a Magellán-felhők olyan elhaladó felhők lehetnek, amelyek a múltban valószínűleg az Androméda-galaxisból lettek kilökve. A Magellán-felhők és a Tejútrendszer közötti kölcsönhatásokat szerkezetük és az őket összekötő semleges hidrogén áramlatok bizonyítják. Gravitációjuk hatással volt a Tejútrendszerre is, eltorzítva a galaktikus korong külső részeit.
A megfigyelés története:
A déli féltekén a Magellán-felhők az őslakosok, köztük az ausztrál aboriginek, az új-zélandi maorik és a Csendes-óceán déli részén élő polinéz népek mondavilágának és mitológiájának részét képezték. Az utóbbiak számára fontos navigációs jelzésekként szolgáltak, míg a maorik a szelek előrejelzőjeként használták őket.
Míg a Magellán-felhők tanulmányozása az i. e. 1. évezredre nyúlik vissza, a legkorábbi fennmaradt feljegyzés a 10. századi perzsa csillagásztól, Al Sufitól származik. Az állócsillagok könyve című 964-es értekezésében az LMC-t al-Bakrnak (“a birka”) nevezte “a déli arabok”. Azt is megjegyezte, hogy a Felhő nem látható Észak-Arábiából vagy Bagdadból, de az Arab-félsziget legdélibb csücskénél látható.
A 15. század végére az európaiak feltehetően megismerkedtek a Magellán-felhőkkel az Egyenlítőtől délre vezető felfedező és kereskedelmi misszióknak köszönhetően. A portugál és holland hajósok például a Foki-felhők néven ismerték meg őket, mivel csak a Horn-fok (Dél-Amerika) és a Jóreménység-fok (Dél-Afrika) körül hajózva lehetett látni őket.
Ferdinand Magellán Föld körüli útja során (1519-22) a Magellán-felhőket a velencei Antonio Pigafetta (Magellán krónikása) halvány csillaghalmazokként írta le. 1603-ban Johann Bayer német égi térképész kiadta Uranometria című égi atlaszát, amelyben a kisebb felhőt “Nebecula Minor”-nak (latinul “Kis felhő”) nevezte el.
1834 és 1838 között John Herschel angol csillagász a Jóreménység-foki királyi csillagvizsgálóból felméréseket végzett a déli égboltról. Az SMC megfigyelése során egy ovális alakú, fényes középponttal rendelkező felhős fénytömegként írta le, és 37 köd és halmaz koncentrációját katalogizálta benne.
1891-ben a Harvard College Obszervatóriuma megfigyelőállomást nyitott Dél-Peruban. A csillagászok 1893-1906 között az obszervatórium 61 cm-es (24 hüvelykes) távcsövét használták az LMC és SMC felmérésére és fényképezésére. Az egyik ilyen csillagász Henriette Swan Leavitt volt, aki az obszervatóriumot arra használta, hogy felfedezze a Cephied változócsillagokat az SMC-ben.
Eredményeit 1908-ban publikálta “1777 változó a Magellán-felhőkben” című tanulmányát, amelyben kimutatta az összefüggést e csillagok változékonysági periódusa és fényessége között – ami a távolság meghatározásának nagyon megbízható eszközévé vált. Ez lehetővé tette az SMC-k távolságának meghatározását, és az elkövetkező évtizedekben ez lett a más galaxisok távolságának mérésének standard módszere.
Mint már említettük, 2006-ban olyan, a Hubble-űrteleszkóppal végzett méréseket jelentettek be, amelyek szerint a Nagy és a Kis Magellán-felhő túl gyorsan mozog ahhoz, hogy a Tejútrendszer körül keringjen. Ez arra az elméletre adott okot, hogy egy másik galaxisból, valószínűleg az Andromédából származnak, és egy galaktikus összeolvadás során lökődtek ki.
Az összetételükből adódóan ezek a felhők – különösen az LMC – még jó ideig új csillagokat fognak létrehozni. És végül, évmilliók múlva ezek a felhők összeolvadhatnak a saját Tejútrendszerünkkel. Vagy tovább keringenek körülöttünk, elég közel elhaladva ahhoz, hogy hidrogént szívjanak magukba, és folytassák csillagkeletkezési folyamatukat.
De néhány milliárd év múlva, amikor az Androméda-galaxis összeütközik a miénkkel, lehet, hogy nem lesz más választásuk, mint hogy egyesüljenek az így keletkező óriásgalaxissal. Mondhatni, az Androméda megbánja, hogy kiköpte őket, és eljön értük!”
A Universe Today számára számos cikket írtunk a Magellán-felhőkről. Itt a Mi a Kis Magellán-felhő?, Mi a Nagy Magellán-felhő?, Lopott: Magellán-felhők – Visszatérés az Andromédába, A Magellán-felhők először itt vannak.
Ha még több információt szeretnél a galaxisokról, nézd meg a Hubblesite galaxisokról szóló híreit, és itt van a NASA galaxisokról szóló tudományos oldala.
Asztronómia Cast egy epizódját is felvettük a galaxisokról – 97. epizód: Galaxisok.