Od czasów starożytnych ludzie wpatrują się w nocne niebo i są zdumieni obiektami niebieskimi, które spoglądają na nich z tyłu. Podczas gdy kiedyś uważano, że obiekty te mają boską naturę, a później mylono je z kometami lub innymi zjawiskami astrologicznymi, ciągłe obserwacje i ulepszenia w oprzyrządowaniu doprowadziły do zidentyfikowania tych obiektów jako tego, czym są.
Na przykład, istnieją Mały i Wielki Obłok Magellana, dwa duże obłoki gwiazd i gazu, które można zobaczyć gołym okiem na półkuli południowej. Znajdują się one w odległości 200 000 i 160 000 lat świetlnych od Galaktyki Drogi Mlecznej (odpowiednio), a ich prawdziwa natura jest znana dopiero od około stu lat. A jednak obiekty te wciąż kryją w sobie pewne tajemnice, które nie zostały jeszcze rozwiązane.
Charakterystyka:
Duży Obłok Magellana (LMC) i sąsiadujący z nim Mały Obłok Magellana (SMC) to gwiezdne regiony, które krążą wokół naszej galaktyki i wyglądają jak oderwane kawałki Drogi Mlecznej. Choć na nocnym niebie dzieli je 21 stopni – około 42 razy więcej niż szerokość Księżyca w pełni – ich prawdziwa odległość wynosi około 75 000 lat świetlnych od siebie.
Wielki Obłok Magellana znajduje się około 160 000 lat świetlnych od Drogi Mlecznej, w gwiazdozbiorze Dorado. To czyni go trzecią najbliższą nam galaktyką, za galaktykami karłowatymi w Strzelcu i Canis Major. Tymczasem Mały Obłok Magellana znajduje się w gwiazdozbiorze Tukana, około 200 000 lat świetlnych stąd.
LMC ma mniej więcej dwa razy większą średnicę niż SMC, mierząc około 14 000 lat świetlnych średnicy w porównaniu do 7 000 lat świetlnych (w porównaniu do 100 000 lat świetlnych dla Drogi Mlecznej). Czyni ją to czwartą co do wielkości galaktyką w naszej Grupie Lokalnej, po Drodze Mlecznej, Andromedzie i Galaktyce Trójkąta. LMC jest około 10 miliardów razy masywniejsza od naszego Słońca (około jednej dziesiątej masy Drogi Mlecznej), podczas gdy SMC odpowiada około 7 miliardom mas Słońca.
Pod względem struktury astronomowie sklasyfikowali LMC jako galaktykę typu nieregularnego, ale ma ona bardzo wyraźny pręt w swoim centrum. Jest więc możliwe, że przed oddziaływaniem grawitacyjnym z Drogą Mleczną była ona galaktyką spiralną z poprzeczką. SMC również zawiera centralną strukturę słupkową i spekuluje się, że ona również była kiedyś galaktyką spiralną z poprzeczką, która została zakłócona przez Drogę Mleczną i stała się nieco nieregularna.
Oprócz innej struktury i mniejszej masy, różnią się one od naszej galaktyki na dwa główne sposoby. Po pierwsze, są bogate w gaz – co oznacza, że większy ułamek ich masy stanowi wodór i hel – oraz mają niską metaliczność (co oznacza, że ich gwiazdy są mniej bogate w metal niż gwiazdy Drogi Mlecznej). Oba posiadają mgławice i młode populacje gwiazd, ale składają się z gwiazd, które są od bardzo młodych do bardzo starych.
W rzeczywistości, ta obfitość gazu jest tym, co zapewnia, że Obłoki Magellana są w stanie tworzyć nowe gwiazdy, z niektórymi będącymi w wieku zaledwie kilkuset milionów lat. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku LMC, który produkuje nowe gwiazdy w dużych ilościach. Dobrym tego przykładem jest świecąca na czerwono Mgławica Tarantula, gigantyczny region gwiazdotwórczy, który znajduje się 160 000 lat świetlnych od Ziemi.
Astronomowie szacują, że Obłoki Magellana powstały około 13 miliardów lat temu, mniej więcej w tym samym czasie, co Galaktyka Drogi Mlecznej. Przez pewien czas uważano również, że Obłoki Magellana krążyły wokół Drogi Mlecznej w odległościach zbliżonych do obecnych. Jednak dowody obserwacyjne i teoretyczne sugerują, że obłoki zostały znacznie zniekształcone przez oddziaływania pływowe z Drogą Mleczną, gdy się do niej zbliżają.
Wskazuje to na to, że prawdopodobnie nie były one często tak blisko Drogi Mlecznej, jak są obecnie. Na przykład, pomiary przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a w 2006 roku sugerowały, że Obłoki Magellana mogą poruszać się zbyt szybko, aby być długoterminowymi towarzyszami Drogi Mlecznej. W rzeczywistości ich ekscentryczne orbity wokół Drogi Mlecznej zdawałyby się wskazywać, że zbliżyły się do naszej galaktyki tylko raz od początku istnienia wszechświata.
Następnie w 2010 roku przeprowadzono badania, które wskazały, że Obłoki Magellana mogą być przelotnymi obłokami, które prawdopodobnie zostały wyrzucone z Galaktyki Andromedy w przeszłości. O wzajemnym oddziaływaniu Obłoków Magellana i Drogi Mlecznej świadczy ich struktura oraz łączące je strumienie neutralnego wodoru. Ich grawitacja wpłynęła również na Drogę Mleczną, zniekształcając zewnętrzne części dysku galaktycznego.
Historia obserwacji:
Na półkuli południowej Obłoki Magellana były częścią lore i mitologii rdzennych mieszkańców, w tym australijskich Aborygenów, Maorysów z Nowej Zelandii i Polinezyjczyków z południowego Pacyfiku. Dla tych ostatnich, służyły one jako ważne znaczniki nawigacyjne, podczas gdy Maorysi używali ich jako predyktorów wiatrów.
Choć badania Obłoków Magellana sięgają pierwszego tysiąclecia przed naszą erą, najwcześniejszy zachowany zapis pochodzi od perskiego astronoma Al Sufiego z X wieku. W swoim traktacie z 964 roku, Księga Gwiazd Stałych, nazwał on LMC al-Bakr („Owca”) „południowych Arabów”. Zauważył również, że Obłok nie jest widoczny z północnej Arabii lub Bagdadu, ale może być widoczny na najbardziej wysuniętym na południe krańcu Półwyspu Arabskiego.
Pod koniec XV wieku, uważa się, że Europejczycy zapoznali się z Obłokami Magellana dzięki misjom eksploracyjnym i handlowym, które zaprowadziły ich na południe od równika. Na przykład portugalscy i holenderscy żeglarze znali je jako Obłoki Przylądkowe, ponieważ można je było oglądać tylko podczas żeglugi wokół Przylądka Horn (Ameryka Południowa) i Przylądka Dobrej Nadziei (Afryka Południowa).
Podczas okrążania Ziemi przez Ferdynanda Magellana (1519-22), Obłoki Magellana zostały opisane przez wenecjanina Antonio Pigafetta (kronikarza Magellana) jako niewyraźne skupiska gwiazd. W 1603 r. niemiecki kartograf nieba Johann Bayer opublikował swój atlas nieba Uranometria, w którym nazwał mniejszy obłok „Nebecula Minor” (łac. „Mały Obłok”).
W latach 1834-1838 angielski astronom John Herschel prowadził badania południowego nieba z Królewskiego Obserwatorium na Przylądku Dobrej Nadziei. Obserwując SMC, opisał ją jako mętną masę światła o owalnym kształcie i jasnym centrum, oraz skatalogował w niej skupisko 37 mgławic i gromad.
W 1891 roku Obserwatorium Harvard College otworzyło stację obserwacyjną w południowym Peru. W latach 1893-1906, astronomowie używali 61 cm (24-calowego) teleskopu obserwatorium do badania i fotografowania LMC i SMC. Jednym z takich astronomów była Henriette Swan Leavitt, która wykorzystała obserwatorium do odkrycia gwiazd zmiennych Cefeusza w SMC.
Jej odkrycia zostały opublikowane w 1908 roku w pracy zatytułowanej „1777 variables in the Magellanic Clouds”, w której pokazała związek pomiędzy okresem zmienności tych gwiazd a ich jasnością – co stało się bardzo wiarygodnym sposobem wyznaczania odległości. Pozwoliło to na wyznaczenie odległości SMCs i stało się standardową metodą pomiaru odległości do innych galaktyk w następnych dekadach.
Jak już wspomniano, w 2006 r. ogłoszono wyniki pomiarów wykonanych przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, które sugerowały, że Wielki i Mały Obłok Magellana mogą poruszać się zbyt szybko, by krążyć wokół Drogi Mlecznej. Dało to początek teorii, że powstały one w innej galaktyce, najprawdopodobniej w Andromedzie, i zostały wyrzucone podczas galaktycznego połączenia.
Biorąc pod uwagę ich skład, obłoki te – zwłaszcza LMC – będą kontynuować tworzenie nowych gwiazd przez jakiś czas. I w końcu, miliony lat od teraz, obłoki te mogą połączyć się z naszą własną Galaktyką Drogi Mlecznej. Albo mogą nadal krążyć wokół nas, przechodząc wystarczająco blisko, aby zasysać wodór i podtrzymywać proces tworzenia gwiazd.
Ale za kilka miliardów lat, kiedy Galaktyka Andromedy zderzy się z naszą, może się okazać, że nie mają innego wyboru, jak tylko połączyć się z gigantyczną galaktyką, która powstanie w wyniku tego procesu. Można powiedzieć, że Andromeda żałuje, że je wypluła i przybywa, aby je odebrać!
Napisaliśmy wiele artykułów o Obłokach Magellana dla Universe Today. Oto Czym jest Mały Obłok Magellana?, Czym jest Duży Obłok Magellana?, Skradzione: Magellanic Clouds – Return to Andromeda, The Magellanic Clouds are Here for the First Time.
Jeśli chciałbyś uzyskać więcej informacji o galaktykach, sprawdź Hubblesite’s News Releases on Galaxies, a tutaj NASA’s Science Page on Galaxies.
Nagraliśmy również odcinek Astronomy Cast o galaktykach – Episode 97: Galaxies.