Ανίχνευση και μελέτη υπολειμμάτων υπερκαινοφανών και εξωγαλαξιακής σκόνης

Abstract

This thesis is based on deep optical CCD images which large have been obtained in the light of Hα+[N II], [O III] and [S II]. The resulting mosaic covers an area of 1.4° x 1.0°, where filamentary and diffuse emission was discovered, suggesting the existence of more than one supernova remnants (SNRs) in the area. Deep long slit spectra were also taken at eight different regions. Both the flux calibrated images and the spectra show that the emission of the filamentary structures originates from shock-heated gas, while photo-ionization mechanism is responsible for the diffuse emission. In most case, the optical emission is found to be well correlated with the radio at 1420 MHz and 4850 MHz, suggesting their association. The presence of the [O III] 5007 emission line in one of the candidate SNRs suggests shock velocities into the interstellar "clouds" of >100 Km/s, while the absence in the other indicates slower shock velocities. For all candidate remnants the [S II] λλ 6716/6731 ratio indicates electron densities below 270 cm⁻³, while the Hα emission has been measured to be between 0.6 to 41x10⁻¹⁷ erg s⁻¹ cm⁻² arcsec⁻². The detected optical emission could be part of a number of supernovae explosions and the possibility that it is within an OB association can not be ruled out. It will then be the first optical discovery of SRNs within a bubble or superbubble in our Galaxy. Further, the study of those areas also provides information for the star formation history of the Galaxy. Galactic dust constitutes approximately half of the elements more massive than helium produced in stellar nucleosynthesis. Notwithstanding the formation of dust grains in the dense, cool atmospheres of late-type stars, there still remain huge uncertainties concerning the origin and fate of galactic stardust. In this Letter, we identify the intergalactic medium (i.e., the region between gravitationally bound galaxies) as a major sink for galactic dust. We discover a systematic shift in the color of background galaxies viewed through the intergalactic medium of the nearby M81 group. This reddening coincides with atomic, neutral gas previously detected between the group members. The dust–to–H I mass ratio is high (1/20) compared to that of the solar neighborhood (1/120), suggesting that the dust originates from the center of one or more of the galaxies in the group. Indeed, M82, which is known to be ejecting dust and gas in a starburst-driven superwind, is cited as the probable main source.

Η διδακτορική διατριβή βασίζεται σε οπτικές παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από τα τηλεσκόπια του αστεροσκοπείου του Σκίνακα (το οποίο βρίσκεται στην Κρήτη) και από το τηλεσκόπιο Ισαάκ Νιούτον (που βρίσκεται στη Λα Πάλμα στα Κανάρια νησιά). Από τις παρατηρήσεις αυτές, (οπτικές εικόνες και φάσματα) ανακαλύφθηκαν σε μία περιοχή εβδομήντα τετραγωνικών λεπτών του τόξου της μοίρας, έξι υπολείμματα υπερκαινοφανών αστέρων τα οποία δεν αναγράφονται σε καμία βιβλιογραφία. Τα υπολείμματα αυτά, λόγω της ίδιας περίπου απόστασης που απέχουν, ενδεχομένως να προέρχονται από αλληλεπιδράσεις υπερκαινοφανών αστέρων, οπού η έκρηξη του ενός αστέρα, επιταχύνει την έκρηξη του πλησιέστερου σε αυτόν αστέρα που βρίσκεται στο τελευταίο στάδιο, όταν το ωστικό κύμα διέλθει από αυτόν, δημιουργώντας έτσι μια φυσαλίδα υπολειμμάτων υπερκαινοφανών. Το σημαντικό με αυτή την μελέτη είναι ότι για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν στον Γαλαξία μας, στο οπτικό μέρος του φάσματος, μια περιοχή με τόσα υπολείμματα υπερκαινοφανών, παρέχοντάς μας την δυνατότητα να μελετήσουμε τον ρυθμό των εκρήξεων των υπερκαινοφανών με αυτόν της δημιουργίας των υπολειμμάτων τους, και να εξάγουμε συμπεράσματα για τον ρυθμό αστρογένεσης στον Γαλαξία μας. Παράλληλα μελετώντας την ομάδα Μ81, ανιχνεύτηκε για πρώτη φορά στο οπτικό μέρος του φάσματος, σκόνη στην περιοχή μεταξύ των γαλαξιών. Η μελέτη βασίζεται στην σύγκριση του δείκτη χρώματος των γαλαξιών υποβάθρου, των υποψηφίων περιοχών, με τον δείκτη χρώματος γαλαξιών υποβάθρου σε περιοχές που είναι απομακρυσμένες από την ομάδα Μ81, και αποτελούν πεδία ελέγχου. Η συστηματική ερύθρωση που παρουσίαζαν οι γαλαξίες υποβάθρου στις περιοχές πλησίον της ομάδας Μ81 μπορεί να ερμηνευτεί μόνο με την παρουσία μεγάλων ποσοτήτων σκόνης που εμπεριέχονται στο μεσογαλαξιακό χώρο. Η ποσότητα της σκόνης στις περιοχές αυτές υπολογίστηκε ότι είναι περίπου 50 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, όσο δηλαδή και η σκόνη που διαθέτει ένας τυπικός σπειροειδής γαλαξίας. Η προέλευση της σκόνης πιθανολογείται ότι οφείλεται σε ένα μέλος της ομάδας (τον γαλαξία Μ82), ο οποίος είναι ένας γαλαξίας με περιοχές έντονης αστρογένεσης και εκτοξεύει μεγάλες ποσότητες σκόνης στο μεσογαλαξιακό χώρο ή στις παλιρροϊκές δυνάμεις που αναπτύχθηκαν κατά την αλληλεπίδραση των γαλαξιών (που έγινε πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια) και εκτόξευσαν στον μεσογαλαξιακό χώρο τεράστιες ποσότητες αερίου και μαζί με αυτό και σκόνη. Οι προβλέψεις για την ύπαρξη σκόνης στις περιοχές αυτές, επιβεβαιώθηκε πρόσφατα από τις υπέρυθρες εικόνες που λήφθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel.