Sedan urminnes tider har människor stirrat på natthimlen och förvånats över de himmelska objekt som tittar tillbaka på dem. Medan dessa objekt en gång troddes vara av gudomlig natur och senare misstogs för kometer eller andra astrologiska fenomen, har pågående observationer och förbättringar av instrumenteringen lett till att dessa objekt kan identifieras för vad de är.
Det finns till exempel det lilla och det stora magellanska molnet, två stora moln av stjärnor och gas som kan ses med blotta ögat på det södra halvklotet. De ligger på ett avstånd av 200 000 respektive 160 000 ljusår från Vintergatan och man har inte förstått dessa objekts verkliga natur förrän under ungefär ett sekel. Ändå har dessa objekt fortfarande en del mysterier som ännu inte har lösts.
Karakteristik:
Det stora magellanska molnet (LMC) och det närliggande lilla magellanska molnet (SMC) är stjärnrika regioner som kretsar kring vår galax och ser iögonfallande ut som lossnade bitar av Vintergatan. Även om de är separerade med 21 grader på natthimlen – ungefär 42 gånger fullmånens bredd – är deras verkliga avstånd ungefär 75 000 ljusår från varandra.
Det stora magellanska molnet ligger cirka 160 000 ljusår från Vintergatan, i stjärnbilden Dorado. Detta gör den till den tredje närmaste galaxen till oss, efter Sagittarius dvärggalaxer och Canis Major dvärggalaxer. Samtidigt ligger det lilla magellanska molnet i stjärnbilden Tucana, cirka 200 000 ljusår bort.
LMC är ungefär dubbelt så stor som SMC:s diameter och mäter cirka 14 000 ljusår i diameter jämfört med 7 000 ljusår (jämfört med 100 000 ljusår för Vintergatan). Detta gör den till den fjärde största galaxen i vår lokala grupp av galaxer, efter Vintergatan, Andromeda och Triangulagalaxen. LMC är ungefär 10 miljarder gånger så massiv som vår sol (ungefär en tiondel av Vintergatans massa), medan SMC motsvarar ungefär 7 miljarder solmassor.
I fråga om struktur har astronomer klassificerat LMC som en galax av oregelbunden typ, men den har en mycket framträdande bar i sitt centrum. Ergo är det möjligt att den var en spärrspiral innan dess gravitationsinteraktioner med Vintergatan. SMC innehåller också en central barstruktur och det spekuleras i att den också en gång var en barred spiralgalax som stördes av Vintergatan och blev något oregelbunden.
Bortsett från deras annorlunda struktur och lägre massa skiljer de sig från vår galax på två viktiga sätt. För det första är de gasrika – vilket innebär att en högre andel av deras massa består av väte och helium – och de har dålig metallicitet, (vilket innebär att deras stjärnor är mindre metallrika än Vintergatans). Båda har nebulosor och unga stjärnpopulationer, men består av stjärnor som varierar från mycket unga till mycket gamla.
Det är faktiskt detta överflöd av gas som gör att de Magellanska molnen kan skapa nya stjärnor, där vissa bara är några hundra miljoner år gamla. Detta gäller särskilt LMC, som producerar nya stjärnor i stora mängder. Ett bra exempel på detta är dess glödande röda Tarantelnebulosa, ett gigantiskt stjärnbildningsområde som ligger 160 000 ljusår från jorden.
Astronomer uppskattar att de Magellanska molnen bildades för cirka 13 miljarder år sedan, ungefär samtidigt som Vintergatan. Man har också under en tid trott att de Magellanska molnen har kretsat kring Vintergatan på nära deras nuvarande avstånd. Observationer och teoretiska bevis tyder dock på att molnen har blivit kraftigt förvrängda av tidvatteninteraktioner med Vintergatan när de rör sig nära den.
Detta tyder på att de sannolikt inte ofta har kommit så nära Vintergatan som de gör nu. Mätningar som utfördes med rymdteleskopet Hubble 2006 tyder till exempel på att de magellanska molnen kanske rör sig för snabbt för att på lång sikt vara Vintergatans följeslagare. Faktum är att deras excentriska banor runt Vintergatan verkar tyda på att de bara har kommit nära vår galax en gång sedan universums början.
Detta följdes 2010 av en studie som visade att de magellanska molnen kan vara passerande moln som troligen stöttes ut från Andromedagalaxen i det förflutna. Växelverkan mellan de magellanska molnen och Vintergatan framgår av deras struktur och de strömmar av neutralt väte som förbinder dem. Deras gravitation har också påverkat Vintergatan och förvrängt de yttre delarna av den galaktiska skivan.
Observationshistoria:
På södra halvklotet var de Magellanska molnen en del av de infödda invånarnas traditioner och mytologi, bland annat de australiensiska aboriginerna, maorierna på Nya Zeeland och det polynesiska folket i södra Stilla havet. För de sistnämnda fungerade de som viktiga navigationsmarkeringar, medan maorierna använde dem som förutsägare av vindarna.
Sammanfattningen om Magellanska moln går tillbaka till det första årtusendet före Kristus, men den tidigaste bevarade uppgiften kommer från den persiske astronomen Al Sufi på 900-talet. I sin avhandling Book of Fixed Stars från 964 kallade han LMC al-Bakr (”fåret”) ”av de södra araberna”. Han noterade också att molnet inte är synligt från norra Arabien eller Bagdad, men att det kan ses vid den arabiska halvöns sydligaste spets.
I slutet av 1400-talet tros européerna ha blivit bekanta med Magellanska molnet tack vare utforsknings- och handelsuppdrag som förde dem söder om ekvatorn. Portugisiska och nederländska sjömän lärde till exempel känna dem som Kapmolnen, eftersom de bara kunde ses när man seglade runt Kap Horn (Sydamerika) och Kap det goda hoppet (Sydafrika).
Under Ferdinand Magellans världsomsegling (1519-22) beskrevs de Magellanska molnen av venetianaren Antonio Pigafetta (Magellans krönikör) som svaga stjärnhopar. År 1603 publicerade den tyske himlakartografen Johann Bayer sin atlas Uranometria, där han gav det mindre molnet namnet ”Nebecula Minor” (latin för ”litet moln”).
Mellan 1834 och 1838 utförde den engelske astronomen John Herschel undersökningar av den sydliga himlen från det kungliga observatoriet vid Kap det Goda hoppet. När han observerade SMC beskrev han den som en molnig ljusmassa med en oval form och ett ljust centrum, och katalogiserade en koncentration av 37 nebulosor och kluster i den.
År 1891 öppnade Harvard College Observatory en observationsstation i södra Peru. Från 1893-1906 använde astronomer observatoriets 61 cm (24 tum) teleskop för att kartlägga och fotografera LMC och SMC. En av dessa astronomer var Henriette Swan Leavitt, som använde observatoriet för att upptäcka Cephied Variable stjärnor i SMC.
Hennes upptäckter publicerades 1908 i en studie med titeln ”1777 variables in the Magellanic Clouds”, där hon visade på sambandet mellan dessa stjärnors variabilitetsperiod och luminositet – vilket blev ett mycket tillförlitligt sätt att bestämma avstånd. Detta gjorde det möjligt att bestämma SMC:s avstånd och blev standardmetoden för att mäta avståndet till andra galaxer under de kommande decennierna.
Som redan nämnts tillkännagavs 2006 mätningar gjorda med hjälp av rymdteleskopet Hubble som tydde på att det stora och det lilla magellanska molnet kan röra sig för snabbt för att kretsa kring Vintergatan. Detta har gett upphov till teorin att de har sitt ursprung i en annan galax, troligen Andromeda, och att de kastades ut under en galaktisk sammanslagning.
Med tanke på deras sammansättning kommer dessa moln – särskilt LMC – att fortsätta att producera nya stjärnor under en lång tid framöver. Och så småningom, om miljontals år, kan dessa moln komma att smälta samman med vår egen galax Vintergatan. Eller så kan de fortsätta att kretsa kring oss och passera tillräckligt nära för att suga upp väte och fortsätta sin stjärnbildningsprocess.
Men om några miljarder år, när Andromedagalaxen kolliderar med vår egen galax, kan det hända att de inte har något annat val än att smälta samman med den jättelika galax som blir resultatet. Man skulle kunna säga att Andromeda ångrar att hon spottade ut dem och kommer för att hämta dem!
Vi har skrivit många artiklar om de magellanska molnen för Universe Today. Här finns Vad är det lilla magellanska molnet?, Vad är det stora magellanska molnet?, Stulet: Magellanic Clouds – Return to Andromeda, The Magellanic Clouds are Here for the First Time.
Om du vill ha mer information om galaxer kan du kolla in Hubblesite’s News Releases on Galaxies, och här är NASA’s Science Page on Galaxies – Episode 97: Galaxies.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast om galaxer – Episode 97: Galaxies.