Galaktyka M33 okiem teleskopu Hubble’a - My God, It's Full of Stars

Teleskop Hubble’a, a dokładniej rzecz ujmując jedna z jego kamer czyli Wide Field Camera 3 miała ostatnio pewne kłopoty z poprawnym funkcjonowaniem. Lecz gdyby (oby nie) kiedyś uległa uszkodzeniu na dobre to Hubble ma jeszcze trzy inne kamery, w tym dwa spektografy oraz tak zwaną Advanced Camera for Surveys (ACS).

To właśnie z pomocą tego ostatniego instrumentu wykonano jedno z najwspanialszych zdjęć mozaik modelowej galaktyki spiralnej czyli znajdującej się 2,7 miliona lat świetlnych od nas Galaktyki Trójkąta (M33), która wraz z pobliską (biorąc pod uwagę położenie na niebie, ale też kosmiczną skalę odległości) galaktyką w Andromedzie (M31) i Drogą Mleczną należą do największych przedstawicieli tak zwanej Lokalnej Grupy Galaktyk.

Rok 2002, astronauci przygotowują miejsce na kamerę ACS wewnątrz teleskopu

Teleskop Hubble'a to instrument, który najbardziej zasługuje na prawo do wykonywania najlepszych zdjęć galaktyk gdyż to jego patron, astronom Edwin Hubble dokładnie 90 lat temu wyjawił naturę tych obiektów (o tym więcej w kolejnym tekście). 

M33 - trzecia pod względem rozmiaru

Lokalna Grupa Galaktyk to związany grawitacyjnie twór, w którym największa jest galaktyka M31 w Andromedzie (rozpiętość sięga 200 tysięcy lat świetlnych), potem jest stanowiąca jej 2/3 co do rozmiaru galaktyka w której mieszkamy i w końcu M33, która mniej więcej ma 1/3 rozmiaru M31. Gdyby Ziemia znajdowała się w M33 i była w tej samej odległości od centrum co w Galaktyce (czyli około 30 tysięcy lat świetlnych), byłaby położona na samej krawędzi dysku galaktycznego M33.

Nie do wiary, ale na tym zdjęciu z teleskopu Hubble'a jest kilkanaście milionów gwiazd

I choć Galaktyka Trójkąta wydaje się sporo mniejsza od dwóch większych towarzyszy, to nadal jest jedną z większych galaktyk spiralnych jakie znamy. Jest też galaktyką wyjątkowo aktywną pod względem tworzenia się nowych gwiazd, aktywne obszary gwiazdotwórcze tworzą charakterystyczny „trądzik” na obrazie dysku galaktycznego. M33 wyróżnia się też brakiem poprzeczki, a nawet centralnego zgrubienia. Ta ostatnia struktura to silne zagęszczenie gwiazd, obecne choćby w Galaktyce. Wiąże się je z występowaniem supermasywnej czarnej dziury, a dowodów na istnienie takowej w centrum M33 brakuje.

To zdjęcie z kolei wykonano jednym z teleskopów VLT z Ziemi

Cała M33 zawiera około 40 miliardów gwiazd i choć w skali kosmicznej jest nam dość bliska, to na zdjęciu możemy dostrzec co najwyżej kilkanaście milionów gwiazd. Inne są albo zbyt słabe, albo giną w za jasnym tle nieba, albo zlewają się w innymi i nawet najpotężniejsze teleskopy mają problem z ich rozdzieleniem na oddzielne obiekty.

Trzy powody dlaczego zdjęcie M33 z Hubble'a jest ciekawe

Dlaczego o tym piszę? Otóż po pierwsze wykonana niedawno mozaika zdjęć, złożona z 54 oddzielnych obrazów, tworzy wspaniały panoramiczny obraz wspomnianej galaktyki M33. Tak szczegółowy, że można na nim doliczyć się 15 milionów gwiazd. Ten obraz, który możecie pobrać w całości korzystając z tego linka (uwaga plik ma 1,5 GB), w całości widoczny jest poniżej. Możecie też skorzystać z zoomowalnego obrazu co jest najlepszą opcją.

Po drugie tak bogate pola gwiazdowe, które możemy dziś obserwować nieprzerwanie i to monitorując wszystkie gwiazdy jednocześnie, stanowią wspaniałe źródło informacji pomocnych w badaniu ewolucji gwiazd, ich powstawania, a także są pomocne w rewidowaniu skal kosmicznych odległości. Powiększone zdjęcia z Hubble’a pokazują jak bogate są to pola gwiazd (te w centrum Galaktyki są jeszcze gęstsze) oraz jak rośnie trudność obserwacji gwiazd im bliżej centrum M33 się one znajdują (podobnie jest w przypadku obserwacji centrum Galaktyki).

Powiększenie kadru z brzegowej części zdjęcia

I część kadru gdzie widocznych gwiazd jest dużo więcej

W miarę postępu technologii obserwacyjnych (coraz większe teleskopy, precyzyjniejsza optyka, czulsze instrumenty i technologie cyfrowe, które umożliwiają analizę danych w skali masowej), dostrzegamy coraz więcej poszczególnych obiektów, coraz lepiej określamy ich własności i tym samym coraz dokładniej poznajemy i jesteśmy w stanie opisać nasz Wszechświat.

Okolice jądra galaktyki M33 gdzie jeszcze da się rozdzielić pojedyncze gwiazdy

Trzeci powód dla którego wspominam o tej mozaice zdjęć, to wizualna atrakcyjność zdjęcia, które pozwala poczuć czym jest galaktyka (w tym przypadku spiralna) zagłębiając się coraz to bardziej w zdjęcie. To obraz nie tylko rozmytych ramion i centrum, w których konkretnymi punktami są tylko najjaśniejsze gwiazdy (zwykle są to zmienne typu cefeida), ale konkretne pojedyncze obiekty. Zdjęcie M33 w powiększeniu wygląda niczym zeskanowane zdjęcie z drukarki atramentowej, na którym konkretne elementy zamieniają się w zlepek wcześniej niewidocznych kolorowych punktów.

M33, czyli najdalszy obiekt widoczny gołym okiem

Galaktyka Trójkąta to druga najbliższa nam galaktyka spiralna (inne bliższe galaktyki to obiekty o nieregularnej budowie), a zarazem najdalszy stale obecny na niebie obiekt, który możemy dostrzec gołym okiem. Widoczny w okolicach galaktyki w Andromedzie, na brzegach obszaru, który tworzy gwiazdozbiór Trójkąta.

Zimą M33 jest widoczna około 22 na sporej wysokości 33 stopni nad zachodnim horyzontem. Po prawej widoczna jest galaktyka M31 w Andromedzie. (źródło: Stellarium)

Dla naszych oczu to niepozorna plamka (ta plamka to tak naprawdę centrum tej galaktyki, ramiona są już za słabe), dla takiego teleskopu jak Hubble to zbiór milionów gwiazd. Na zdjęciu mają one zwykle kolor cyjanowy lub żółtawy. Różne kolory biorą się z zastosowania dwóch filtrów barwnych, które użyto do wykonania zdjęć. Te dwa kolory dobrze oddają obecność starej i młodej populacji gwiazd.

NGC 604 w galaktyce M33

Przyglądając się zdjęciu w powiększeniu dostrzeżemy liczne obszary gwiazdotwórcze, w tym oznaczony symbolem N604 jeden z największych (rozmiar około 1600 lat świetlnych) znanych nam obszarów HII (tak oznacza się zjonizowany wodór atomowy) czyli obłok materii, w którym wykluły się liczne młode i masywne gwiazdy. Zdjęcia obszarów HII, należą do tych najefektowniejszych, przykuwają uwagę przyszłych astronomów.

Zbliżenie na jeden z obszarów powstawania gwiazd

Drugie co do rozdzielczości zdjęcie z teleskopu Hubble

Mozaika zdjęć Galaktyki Trójkąta tworzy plik o rozdzielczości 665 Mpix. Nie jest to najdokładniejsze zdjęcie sąsiedniej galaktyki jakie wykonał Hubble, ciekawszy pod tym względem jest 1,5 Gpix obraz fragmentu galaktyki w Andromedzie, ale tym razem pole widzenia jest wyśrodkowane na centralną część galaktyki.

I, być może to was zaskoczy, nadal nie jest to obraz całej galaktyki M33, a tylko jej środkowej części. Na poniższym zdjęciu wykonanym z Ziemi umieszczono kontur pokazujący rozpiętość 665 Mpix mozaiki z teleskopu Hubble’a.

Źródło: Hubble, Inf. własna