Juba üsna pikka aega on astronoomid kasutanud galaktikate pöörlemise uurimiseks Doppleri efekti. Meie poole liikuva tähe spektrijooned on liikunud spektri lühemalainelise, meist eemalduva tähe spektrijooned aga pikemalainelise otsa poole. Kuid Doppleri efekt võimaldab määrata vaid tähe kiiruse vaatesuunalist komponenti. Hubble’i kosmoseteleskoobiga seitsme aasta jooksul teostatud vaatlused on lubanud määrata ka paljude Suure Magalhãesi pilve tähtede vaatesuunaga ristuva kiiruse komponendi. Tänu Hubble’i vaatlustele ning Doppleri efekti mõõtmistele on astronoomid suutnud välja selgitada naabergalaktika tähtede kolmemõõtmelise liikumise, mille tundmine ütleb üsna palju nii selle struktuuri, ajaloo kui ka massijaotuse kohta.

Hubble’i kosmoseteleskoop vaatles tähti Suure Magalhãesi pilve 22-s erinevas piirkonnas. Igas piirkonnas oli lisaks tähtedele ka kvasar – kauge aktiivse galaktika väga hele tuum. Tähtede liikumine kvasari suhtes lubaski kindlaks teha nende kiiruste vaatesuunaga ristuvad komponendid. Selgus, et Suure Magalhãesi pilve keskosa tähtedel kulub ümber galaktika keskme ühe tiiru tegemiseks umbes 250 miljonit aastat.

Suur Magalhãesi pilv on meie lähinaaber, kuid ainult kosmilises mõõtkavas. Nimelt asub see meist umbes 170 000 valgusaasta kaugusel. Seetõttu on Suure Magalhãesi pilve tähtede omaliikumise nurkkiirused väga väikesed. Nende määramine on võrreldav Kuul seisva inimese juuste kasvukiiruse mõõtmisega.

Suur Magalhãesi pilv annab tänu oma lähedusele suurepärase võimaluse galaktikate struktuuri ja dünaamika tundmaõppimiseks. Meie kodugalaktika Linnutee puhul takistab sarnaste vaatluste tegemist asjaolu, et me peame Linnuteed vaatlema seestpoolt.

Suur Magalhãesi pilv. Ringidega on tähistatud tähtede asukohad, millede kiiruseid mõõdeti. Sinised on lähenevad, punased on kaugenevad. Pilt: Karl Gordon and Margaret Mexiner (Space Telescope Science Institute/AURA/NASA). Compilation by K. Olsen (NOAO/AURA/NSF).

Uuriti kokku 5900 tähte ning leiti nende vaatesuunalised kiirused. Saadi teada, et umbes 5% tähtedest on vastupidise pöörlemisega võrreldes pilve endaga. Kuna ühtepidi pöörleval gaasil ei ole võimalik tekkida teistpidi pöörlevaid tähti, siis need ei saa olla Suure Magalhãesi pilve tähed. Tähtede pöörlemise nö ketas oli suuantud Väikese Magalhãesi pilve poole, mis viitab, et nende päritolu on sealne.

Teadlased uurisid lisaks vastupidi pöörlevate tähtede keemilist koostist. Kuna see ei olnud kaugeltki identne Suure Magalhãesi pilve üldise keemilise koostisega, siis on see veenev lisaargument, et leitud tähed ei ole kohalikud. Keemiline koostis oli piisavalt sarnane väikese pilve omaga, et tähtede päritolu sealseks lugeda.

Modelleeriti ka Suure ja Väikese Magalhãesi pilve liikumist. Selle tulemusena leiti, et nende vahel toimus lähedane möödalend umbes 1.2 miljardit aastat tagasi. Möödalennu tõttu eemaldati väiksemast pilvest osad tähed, mis jäid suuremasse pilve püsima.

Vaatlemine õnnestus seetõttu, et Magalhãesi pilved on piisavalt lähedal, et nende üksikuid tähti näha. Vaadeldi ainult suuri hiidtähti. Infrapuna valguses saadi pildile ka nende kokkupõrkest järele jääv jälg.

Uurimus on oluline veel seetõttu, et annab aimdust missugused protsessid toimuvad galaktiakte omavahelisel interaktsioonil.

Kahe galaktika kokkupõrge simulatsioonis. Pilt: GEPI, Observatoire de Paris/NAOC.

Simulatsioonid viidi läbi suure võimsusega arvutitel ning nendes kasutati umbes kaheksat miljonit osakest, mis täitsid gaasi, tumeaine ja tähtede rolli. Teadlased modelleerisid elementide vahelisi graviatsioonilisi ning voolava aine vastastikmõjusid, simuleerides Andromeeda teket kahe galaktika liitumisel: üks veidi suurem kui Linnutee ning teine umbes kolmandik sellest.

Astronoomidel, nende hulgas Dr. Francois Hammeril Pariisi Observatooriumist, õnnestus reprodutseerida enamik Andromeeda omadusi, näiteks tähtede suur kontsentratsiooni selle keskkohas, ulatuslikku õhukest ketast, massiivset tolmu ja gaasirõngast ning suurt hulka vanu tähti. Arvutisimulatsiooni kohaselt hakkasid galaktikad suurde kokkupõrkesse liikuma ligi 8,75 miljardit aastat tagasi, liitumine ise toimus ligi 3,5 miljardit aastat tagasi.

Kokkupõrge ise pidi olema äärmiselt raevukas, sest ilma hiigelsuure pöördeimpulsita poleks Andromeeda galaktika tekkida saanud.

Arvutisimulatsioonid ennustasid ka kokkupõrke, mis võis viia massiivsete jugade (nn. loodesabade) tekkeni.

Teadlaste arvates võis üks neist sabadest moodustada Suured ja Väiksed Magalhãesi Pilved, mis on väiksed, ebaregulaarsed satelliitgalaktikad, mis mööduvad või tiirlevad ümber Linnutee ligi 180 000 valgusaasta kaugusel. Kui nad tõepoolest põrkest pärinevad, heideti nad Linnutee poole teele ligi 1 000 000 km/h algkiirusega.

Hammer ja teised kasutasid Magalhãesi Pilvede teadaolevaid iseäralikke kiirusi, et teha kindlaks nende asukoht miljardeid aastaid tagasi. Nii leiti mitmeid lahendeid, millede algus oli Andromeeda galaktikas.

Uurimustöö tulemused toetavad hüpoteesi, mille kohaselt pärineb enamik spiraalgalaktikaid galaktikatevahelistest kokkupõrgetest. Samuti kinnitab töö hüpoteesi, mis ütleb, et kääbusgalaktikad tekivad tihti galaktikate liitumisel tekkinud loodesabadest.

Tähetekkepiirkond Väikeses Magalhãesi Pilves. Pildil toodud piirkond on tuntud ka kui udukogu NGC 346. Foto: NASA, ESA, A. Nota (ESA/STScI) et al.

Väike Magalhãesi Pilv on üks Linnutee kaaslastest, mis on palja silmaga nähtav lõunapoolkeral. Väikeseid, irregulaarseid galaktikaid (selliseid nagu Väike Magalhãesi Pilv) esines väga palju varajases Universumis. Tänaseks päevaks on enamus selliseid väikeseid galaktikaid ühinenud ning nad on moodustanud suuremaid galaktikaid, nagu meie Linnutee. Väike Magalhãesi Pilv on üks galaktikate ehituskividest, mis on tänapäevani säilinud. Väikeses Magalhãesi Pilves asuva tähetekkepiirkonna detailne uurimine näitab, et ta sarnaneb tugevalt nende kääbusgalaktikatega, mis esinesid varajases Universumis.

Allikas: Image: Where stars are born