>Wielki Obłok Magellana
Wielki Obłok Magellana– galaktyka karłowata i najbliższy satelita Drogi Mlecznej: odległość, konstelacja Doradus, odkrycie, narodziny gwiazd, rotacja.
Wielki Obłok Magellana (LMC) to galaktyka karłowata, która pełni funkcję satelity Drogi Mlecznej (jednej z najbliższych naszej planety). Znajduje się w odległości 163 000 lat świetlnych (między konstelacjami i ) i przypomina słabą mgławicę w południowej sferze.
Razem z nimi zostali nazwani na cześć Ferdynanda Magellana. Jednak astronomowie z półkuli południowej odkryli te zjawiska jeszcze przed podróżą dookoła świata w 1519 roku. Sam Magellan zmarł w czasie podróży, ale po powrocie zespół pozostawił notatki.
Położenie Wielkiego Obłoku Magellana
Chmury są widoczne gołym okiem, więc ich wykrycie poprzedziło wynalezienie teleskopu. Dokładne obliczenie odległości zajęło jednak wiele wieków. Do 1994 roku uważano ją za najbliższy obiekt galaktyczny, aż do pojawienia się karłowatej galaktyki eliptycznej. Ale pozostała na piedestale tylko do 2003 roku, kiedy odkryto Galaktykę Karłowatą w Wielkim Psu.
Wielki Obłok Magellana składa się z. Najbardziej znanego członka obserwuje się (na półkuli północnej) bez użycia technologii. Znajduje się 2,5 miliona lat świetlnych od nas i zbliża się do nas w celu ostatecznego zderzenia.
Powstawanie gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana
Tutaj również zauważalne są narodziny nowych gwiazd. W niektórych obszarach udało się uchwycić ogromne nagromadzenia gazu, które przygotowują warunki do „narodzin”.
W Mgławicy Tarantula zaobserwowano oznaki aktywności i promieniowania. Pokazało to, że tysiące masywnych gwiazd koncentruje się w obszarze centralnym, wydmuchując materię i wytwarzając intensywne promieniowanie wraz z potężnymi wiatrami. Na zdjęciu można podziwiać gwiazdy galaktyki Wielkiego Obłoku Magellana.
Zdjęcie przedstawia młodą grupę gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana.
Mała strefa powstawania gwiazd znajduje się w LHA 120-N 11. Znajduje się daleko od samolotu, ale ta odległość wystarcza do badania „noworodków”. Co więcej, obszar jest odwrócony „twarzą do przodu”, co tylko ułatwia obserwację.
Obroty Wielkiego Obłoku Magellana
Jego niewielka odległość od Ziemi pomogła również w bardziej szczegółowym badaniu Wielkiego Obłoku Magellana, aby zrozumieć wzorce zachowania innych galaktyk. Warto zwrócić uwagę na rotację, która przyczynia się do zrozumienia wewnętrznej struktury galaktyk dyskowych. Jeśli mamy prędkość obrotową, możemy obliczyć masę.
Obrót LMC trwa 250 milionów lat. Odkryto to, śledząc ruch gwiazd względem płaszczyzny niebieskiej (metodę tę po raz pierwszy zastosowano w galaktyce). Jeśli przeprowadzisz podobny eksperyment na Małych, możesz dowiedzieć się, jak się poruszają, a następnie zastosować ten schemat do innych obiektów w Grupie Lokalnej.
Galaktyki i planety
Obserwatorom z południowej półkuli Ziemi wyróżniają się dwie galaktyki: Wielki i Mały Obłok Magellana. Te nieregularne galaktyki należą do najbliższych galaktyki Drogi Mlecznej. Niedawne obserwacje Wielkiego Obłoku Magellana (po lewej) pokazują, że galaktyka ta porusza się wokół naszej Galaktyki po mniej więcej kołowej drodze. Pomogła naukowcom określić skład ciemnej materii w naszej Galaktyce. Zdjęcie, które widzisz, obejmuje obszar nieba o wielkości 40 stopni. Czerwonawa Mgławica Tarantula widoczna jest w lewym dolnym rogu Wielkiego Obłoku Magellana. Na pierwszym planie, po prawej stronie Małego Obłoku Magellana, widać gromadę kulistą 47 Tucanae. Wygląda na jasne źródło punktowe. Wielki Obłok Magellana znajduje się w gwiazdozbiorze Doradusa, jego jasność jest nieco większa niż 0. Oddalona o 170 000 lat świetlnych galaktyka ta jest doskonałym obiektem do obserwacji gwiazd spoza naszego układu gwiezdnego. Jego rozmiar wynosi 40 tysięcy lat świetlnych, a jego masa jest 15 razy mniejsza niż masa naszej Galaktyki. W tej galaktyce znajdowała się najjaśniejsza znana pod względem jasności gwiazda - S Dorado.Gwiazda ta, widoczna dla nas jako gwiazda o jasności 6mag, jest milion razy jaśniejsza od Słońca. A mistrzostwo po prostu przeszło w 1997 roku na gwiazdę Pistolet w konstelacji Strzelca. Jest także 10 razy jaśniejszy. Bądźmy dumni: gwiazda należy do Drogi Mlecznej. Przyjrzyj się bliżej zdjęciu. Pomimo swojego pokrewieństwa z galaktykami nieregularnymi, Wielki Obłok Magellana ma strukturę podobną do skrzyżowanych galaktyk spiralnych (patrz poprzednia strona). Galaktyka zawiera wszystkie typy gwiazd znane w Drodze Mlecznej. Tutaj znajduje się jeden z najjaśniejszych znanych kompleksów gazowo-pyłowych - Mgławica Tarantula, obszar szybkiego powstawania gwiazd. Umieszczone w miejscu Mgławicy Oriona, naszego galaktycznego mistrza, obiekty rzucałyby cienie w bezksiężycową zimową noc. Ponadto pod koniec lat osiemdziesiątych zasłynął Wielki Obłok Magellana. Tutaj miała miejsce najjaśniejsza eksplozja supernowej zaobserwowana we współczesnej historii (przepraszam za grę słów) – SN 1987a. Pomimo swojego oddalenia, supernowa osiągnęła w swoim maksimum jasność 2,8mag Mały Obłok Magellana jest 3 razy mniejszy od Wielkiego Obłoku Magellana, a także przypomina skrzyżowaną galaktykę spiralną. Jednak niektórzy astronomowie bezpośrednio uwzględniają oba Obłoki Magellana jako takie. Pozorna wielkość Małej Chmury wynosi 2,3. Znajduje się w gwiazdozbiorze Tucana, który sąsiaduje z Dorado. Galaktyka ta znajduje się 210 000 lat świetlnych od nas. Sądząc po tym, że Obłoki Magellana są zanurzone we wspólnej powłoce gazowej, znajdują się one w ścisłym oddziaływaniu grawitacyjnym. Wspomniany ośrodek gazowy rozwija się w bardzo gęsty pomost pomiędzy galaktykami. 
Najwyraźniej oba systemy gwiezdne muszą „wytrzymać” jeszcze większy wpływ grawitacyjny gigantycznej Drogi Mlecznej. Pewnie dlatego nie mogły być „bardziej spiralne”. Powtórzmy: jeśli mówimy o galaktykach nieregularnych, to Obłoki Magellana są ich największymi przedstawicielami.Prawie wszystkie inne galaktyki blisko naszej to małe, jak to się mówi, karłowate galaktyki eliptyczne. Najbardziej masywne z tych karłów (NGC205 i NGC221) to satelity Mgławicy Andromedy. Do błędnych wymienimy NGC6882 i IC1613.Biorąc pod uwagę fakt, że słabe galaktyki karłowate w odległościach przekraczających odległość Mgławicy Andromedy są trudne do wykrycia oraz fakt, że nasza własna Galaktyka blokuje nam znaczną część kierunków w kosmosie z pełnych badań można założyć, że w pobliżu Drogi Mlecznej znajduje się jedna duża galaktyka, jedna średnia i trzy tuziny galaktyk karłowatych (dziś znanych jest około 25). Takie grupy galaktyk nazywane są gromadami. Oczywiście galaktyki w gromadach są połączone grawitacją i wspólnym pochodzeniem. Gromada obejmująca Drogę Mleczną nazywana jest zwykle Grupą Lokalną (pisaną wielką literą). Grupa Lokalna obejmuje dwa podsystemy, z których każdy ma jedną dużą galaktykę (naszą i Mgławicę Andromedy). Każda z głównych galaktyk ma kilka satelitów karłowatych. Istnieje również pewna liczba samotnych karłów, które również są w jedności grawitacyjnej z resztą Grupy Lokalnej. Promień Grupy Lokalnej wynosi około 3 miliony lat świetlnych.
Krótki opis
Wielki Obłok Magellana zajmuje obszar nieba na półkuli południowej w konstelacjach Doradusa i Góry Stołowej i nigdy nie jest widoczny z terytorium Rosji. WLM ma około 10 razy mniejszą średnicę niż Droga Mleczna i zawiera około 30 miliardów gwiazd (1/20 liczby w naszej Galaktyce), podczas gdy Mały Obłok Magellana zawiera tylko 1,5 miliarda gwiazd. Masa LMC jest około 300 razy mniejsza niż masa naszej galaktyki (masa LMC = 10 10 mas Słońca). LMC jest czwartą co do masy galaktyką w Grupie Lokalnej (po Andromedzie, Drodze Mlecznej i Trójkącie). Według przenośnego wyrażenia F. Yu Siegela, Wielki Obłok Magellana niejasno przypomina koło Segnera.
W 2013 roku międzynarodowy zespół astronomów zmierzył najdokładniejszą odległość do LMC. Jest to 163 tysiące lat świetlnych lub 49,97 (± 0,19 (błąd statystyczny) ± 1,11 (błąd systematyczny)) kiloparseków. Obserwacje zaćmieniowych gwiazd podwójnych w galaktyce prowadzono przez prawie dziesięć lat. Takie gwiazdy krążą bardzo blisko siebie wokół wspólnego środka masy, zasłaniając się nawzajem. Jednocześnie zmniejsza się ich ogólny połysk. Śledząc pulsacje tych gwiazd, można określić ich masy, rozmiary i odległości do nich. Według Wolfganga Gierena (Universidad de Concepción, Chile), jednego z liderów zespołu, „Astronomowie od stu lat próbują dokładnie zmierzyć odległość do Wielkiego Obłoku Magellana, ale okazało się to niezwykle trudnym zadaniem. A teraz rozwiązaliśmy ten problem, osiągając przekonującą dokładność pomiaru na poziomie 2%” .
Historia obserwacji
Pierwsza pisemna wzmianka o Wielkim Obłoku Magellana zawarta jest w „ Księga konstelacji gwiazd stałych„przez perskiego astronoma Abdurrahmana al-Sufi al-Shirazi (964), znanego później w Europie jako „Azophi”.
Kolejna udokumentowana obserwacja miała miejsce w latach 1503-1504 przez Amerigo Vespucciego.
Wielki Obłok Magellana został nazwany na cześć Ferdynanda Magellana, który obserwował tę galaktykę w 1519 roku podczas swojej podróży dookoła świata.
Pomiary wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a, ogłoszone w 2006 roku, wskazują, że Wielki i Mały Obłok Magellana mogą poruszać się zbyt szybko, aby okrążyć Drogę Mleczną. W 2014 roku pomiary wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a wykazały, że okres rotacji LMC wynosi 250 milionów lat.
W wyniku obserwacji przeprowadzonych w latach 2018-2019 zespół astronomów-amatorów uzyskał rekordowe zdjęcie tego typu Wielkiego Obłoku Magellana (nie biorąc pod uwagę astronomii zawodowej). Całkowita rozdzielczość obrazu sięga 14 400 × 14 200 pikseli.
Obiekty
Najbardziej masywną i najjaśniejszą gwiazdą w LMC jest R136a1, znajdująca się w zwartej gromadzie gwiazd R136. Jest to niebieski hiperolbrzym o masie równej 265 mas Słońca. Temperatura powierzchni gwiazdy jest większa niż 40 000 kelwinów, jest 8,7 miliona razy jaśniejszy od Słońca. Takie superciężkie gwiazdy są niezwykle rzadkie i powstają tylko w bardzo gęstych gromadach gwiazd.
Największa gwiazda w galaktyce, WOH G64, jest także jedną z największych znanych nauce. Jego promień wynosi w przybliżeniu 1540 promieni słonecznych. Jeśli WOH G64 zostanie umieszczony w centrum Układu Słonecznego, powierzchnia osiągnie orbitę Saturna. Gwiazdę otacza także gęsty torus pyłu i gazu.
- LMC świeci 10 razy słabiej niż Droga Mleczna, ale jest jej najjaśniejszym towarzyszem spośród dwudziestu galaktyk satelitarnych. Ze względu na swoją grawitację LMC przyciąga miliony gwiazd z Małego Obłoku Magellana (SMC). Galaktyka zawiera kilka tysięcy pomarańczowych i czerwonych olbrzymów, starzejących się gwiazd, które są większe, jaśniejsze i chłodniejsze od Słońca. Około 5% tych gwiazd ma bardzo szczególną charakterystykę prędkości: obracają się pod kątem 54 stopni do płaszczyzny LMC, a także w kierunku przeciwnym do większości gwiazd. Różni się także skład chemiczny tych gwiazd: pod względem procentowej zawartości żelaza odpowiadają one IMC.
- W przeciwieństwie do większości obiektów głębokiego kosmosu, LMC nie jest oddzielnym obiektem NGC.
- Według opublikowanych danych, według jednego z modeli, po 4 miliardach lat Droga Mleczna „wchłonie” Wielki i Mały Obłok Magellana, a po 5 miliardach lat sama Droga Mleczna zostanie wchłonięta przez Mgławicę Andromedy. Według obliczeń naukowców z Instytutu Kosmologii Obliczeniowej Uniwersytetu w Durham, Wielki Obłok Magellana, który obecnie oddala się od Drogi Mlecznej, za około 1 miliard lat zawróci i skieruje się w stronę centrum naszej Galaktyki, gdzie łączą się w ciągu około 1,5 miliarda lat. W tym samym czasie centralna supermasywna czarna dziura naszej Galaktyki Strzelec A* zwiększy się 10-krotnie. W wyniku zderzenia za 2 miliardy lat Układ Słoneczny może zostać wypchnięty z naszej Galaktyki w przestrzeń międzygalaktyczną.
- Według obliczeń naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (USA) 1 miliard lat temu galaktyka karłowata w Kilu, galaktyka karłowata Fornax i kilka innych ultrasłabych galaktyk karłowatych były satelitami Wielkiego Obłoku Magellana, a nie Drogi Mlecznej .
Galeria
Zobacz też
Notatki
- Pietrzyński, G; D. Graczyk; W.Gieren; IB Thompson; B. Pileckiego; A. Udalski; I. Soszyński i in. Odległość podwójnego zaćmienia do Wielkiego Obłoku Magellana z dokładnością do dwóch procent (w języku angielskim) // Nature: czasopismo. - 2013. - 7 marca (t. 495, nr 7439). - s. 76-79. - DOI:10.1038/natura11878. - Bibcode: 2013Natur.495...76P. - arXiv:1303.2063. - PMID 23467166.
- Astronomiczna baza danych SIMBAD
- R. Brent Tully, Courtois H. M., Sorce J. G. Kosmiczne przepływy-3 // Astron. J./ J. G. III - Wydawnictwo IOP, 2016. - Cz. 152, Iz. 2. - s. 50–50. - ISSN 0004-6256; 1538-3881 - doi:10.3847/0004-6256/152/2/50
- Genevieve; Shattow; Loeb, Abraham. Implikacje ostatnich pomiarów rotacji Drogi Mlecznej dla orbity Wielkiego Obłoku Magellana (w języku angielskim) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters: journal. - 2009. - Cz. 392. - str. L21. - DOI:10.1111/j.1745-3933.2008.00573.x. - Kod Bib: 2009MNRAS.392L..21S. -arXiv:0808.0104.
- Macri, L. M. i in. Nowa odległość cefeidy do galaktyki macierzystej Masera NGC 4258 i jej implikacje dla stałej Hubble'a // The Astrophysical Journal: czasopismo. - Wydawnictwo IOP, 2006. - Cz. 652, nie. 2. - s. 1133-1149. - DOI:10.1086/508530. - Kod Biblijny: 2006ApJ...652.1133M. - arXiv:astro-ph/0608211.
- Freedman, Wendy L.; Madore, Barry F. Stała Hubble'a (nieznana) // Roczny przegląd astronomii i astrofizyki. - 2010. - T. 48. - s. 673-710. - DOI:10.1146/annurev-astro-082708-101829. - Kod Bib: 2010ARA&A..48..673F. - arXiv:1004.1856.
- Majaess, Daniel J.; Turner, David G.; Lane, David J.; Henden, Arne; Krajci, Tomek. Zakotwiczenie uniwersalnej skali odległości za pomocą szablonu Wesenheita // Journal of the American Association of Variable Star Observers: journal. - 2010. - Kod Bib: 2011JAVSO..39..122M. -arXiv:1007.2300.
- Petersona, Barbary Ryden, Bradleya M. Podstawy astrofizyki. - Nowy Jork: Pearson Addison-Wesley, 2009. - s. 471. -
Wielki Obłok Magellana jest zarówno obiektem przewodnim dla żeglarzy, jak i ciekawą formacją kosmiczną, która od wieków przyciąga uwagę astronomów.
Ciemne niebo półkuli południowej zabarwione jest niezliczonymi świetlistymi punktami, wśród nich wyraźnie widoczna jest jasna gromada gwiazd w kształcie chmury. Są to wierne satelity naszej rodzimej Drogi Mlecznej - Wielki i Mały Obłok Magellana. Przez wiele stuleci służyły jako jedyny punkt odniesienia dla podróżników na południowe szerokości geograficzne. Opisy tych gromad dotarły do Europy wraz ze statkami pierwszego opłynięcia Ferdynanda Magellana.
Konstelacja Doradus, Wielki Obłok Magellana, znajduje się na dole diagramu
Rejestrując wszystkie istotne wydarzenia podróży, notując wszystko, co zobaczył, Pythaget w 1519 roku opowiedział mieszkańcom półkuli północnej o chmurach, których nigdy nie widzieli. Swoją współczesną nazwę zawdzięczają także wdzięcznemu towarzyszowi Magellana. Po tragicznej śmierci pioniera w bitwie z tubylcami kronikarz zaproponował, aby w ten sposób utrwalić pamięć o wielkim podróżniku.
Wymiary i właściwości
Po przekroczeniu równika w kierunku południowym widać Wielki Obłok Magellana (LMC), który jest szczególnym światem, odrębną galaktyką. Pod względem wielkości jest zauważalnie gorszy od Drogi Mlecznej, podobnie jak wszystkie satelity - od obiektów centralnych. LMC porusza się po orbicie kołowej, doświadczając silnego wpływu grawitacji naszej Galaktyki. Rozmiar tej gromady gwiazd szacuje się na 10 tysięcy lat świetlnych, a pod względem masy ciał kosmicznych i zawartego w niej gazu jest 300 razy mniejszy od Drogi Mlecznej. Naszą planetę i LMC dzieli odległość 163 tysięcy lat świetlnych, ale mimo to jest to nasz najbliższy sąsiad wśród odległych światów Grupy Lokalnej. Na początku badań Obłoki Magellana zostały sklasyfikowane jako galaktyki nieregularne, które nie mają jasno określonej struktury, ale nowe fakty pomogły zauważyć obecność gałęzi spiralnych i mostu. Galaktykę karłowatą sklasyfikowano jako podkategorię SBm.
Lokalizacja i skład
Zajmujący znaczną część konstelacji Doradus Wielki Obłok Magellana zawiera 30 miliardów gwiazd. Jest znacznie większa i bliżej Ziemi niż Mały Obłok związany z nią przepływem wodoru i ogólną zasłoną gazową. W swoich badaniach, rozpoczętych przez Persów w X wieku, naukowcom udało się poczynić znaczne postępy. Wynikało to z korzystnego położenia obiektu oraz faktu, że wszystkie jego elementy składowe znajdują się w przybliżeniu w tej samej odległości. Wiele unikalnych obiektów wypełniających małą galaktykę: mgławice, nadolbrzymy, gromady kuliste, cefeidy, stało się źródłem bezcennej wiedzy o ewolucji wszechświata.
Systematyczne obserwacje zaćmień gwiazd i zmian ich jasności pozwoliły dokładnie obliczyć odległość do ciał kosmicznych, ich wielkość i masę. Badanie Wielkiego Obłoku Magellana przyniosło wiele ważnych odkryć, których nie można przecenić. Zaobserwowano dynamikę nietypową dla zaawansowanego wieku naszej Galaktyki, towarzyszącą pojawianiu się nowych gwiazd. W przypadku Drogi Mlecznej takie procesy zakończyły się kilka miliardów lat temu. Wielki Obłok zawiera tysiące obiektów typu I zawierających duże ilości metalu występującego w młodych gwiazdach.
Znaczące obiekty BMO
Obraz Mgławicy Tarantula uzyskany przy użyciu filtrów Ha, OIII i SII. Całkowity czas ekspozycji 3,5 godziny Autor Alan Tough.
Słynnym obszarem intensywnego powstawania gwiazd jest Mgławica Tarantula, nazwana tak ze względu na podobieństwo do ogromnego pająka. Na zdjęciach LMC miejsce to wyróżnia się jako szczególnie jasne. Nowe gwiazdy rodzą się w obłoku gazu o średnicy tysiąca lat świetlnych, uwalniając kolosalną energię do otaczającej przestrzeni i powodując jej świecenie.
Kataklizmy towarzyszące końcowi cyklu życia gwiazd są częstym zjawiskiem w mgławicy. Astronomowie zarejestrowali takie uwolnienie energii w 1987 roku – był to rozbłysk najbliższy Ziemi ze wszystkich zarejestrowanych. Centralna część Tarantuli znana jest ze znajdującego się tu unikalnego obiektu o nazwie R131a1. Reprezentuje ją najmasywniejsza badana gwiazda, która ma masę 265 razy większą od Słońca i 10 milionów razy strumień świetlny.
Jedna z wyjątkowych gwiazd Wielkiego Obłoku Magellana stała się przodkiem odrębnej klasy luminarzy. S Doradus to hiperolbrzym, dość rzadki, posiadający ogromną masę i jasność, istniejący przez krótki okres czasu. Jego imieniem nazwano klasę niebieskich gwiazd zmiennych. Emitowany przez niego strumień świetlny przekracza strumień słoneczny 500 tysięcy razy. Oprócz wymienionych niebieskich gigantów należy wyróżnić gwiazdę LMC WHO G64. To czerwony nadolbrzym, jego temperatura jest niska - 3200 K, jego promień wynosi 1540 promieni naszej gwiazdy, a jego jasność jest 280 tysięcy razy większa.
Obserwując miliardy gwiazd wypełniających Wielki Obłok Magellana można zauważyć, że część z nich porusza się w przeciwnym kierunku i różni się składem. Są to obiekty skradzione przez grawitację galaktyki sąsiadowi, Małemu Obłokowi. Położenie LMC na półkuli południowej uniemożliwia obserwację go mieszkańcom północnych szerokości geograficznych. A gdyby S Dorado zastąpiło najbliższą nam gwiazdę, na Ziemi nie byłoby ciemnej pory dnia.
Jeśli zdarzy Ci się kiedyś spędzić noc na południe od równika ziemskiego, a aksamitnie czarne niebo na południu rozpościera przed Tobą niezwykłe wzory konstelacji (z jakiegoś powodu zawsze chcesz wierzyć, że gdzieś tam, za morzami, zawsze jest ładna pogoda ), zwróć uwagę na dwie małe mgliste chmury na niebie. Te „nienormalne” chmury nie poruszają się względem gwiazd i są jakby „przyklejone” do nieba.
W Europie tajemnicze chmury znane były już w średniowieczu, a rdzenni mieszkańcy regionów równikowych i ziem półkuli południowej najwyraźniej wiedzieli o nich dużo wcześniej. W XV wieku żeglarze nazywali Przylądkiem Chmur (nazwa ta jest spokrewniona z nazwą Kolonii Przylądkowej – średniowiecznych posiadłości brytyjskich w Republice Południowej Afryki, położonych na terytorium obecnej Republiki Południowej Afryki).
Biegun południowy świata, w przeciwieństwie do północy, jest trudniejszy do znalezienia na niebie, ponieważ w jego pobliżu nie ma tak jasnych i zauważalnych gwiazd jak Polaris. Chmury Przylądkowe znajdują się w pobliżu południowego bieguna sfery niebieskiej i tworzą z nim prawie trójkąt równoboczny. Ta właściwość chmur uczyniła z nich dość znane obiekty i dlatego od dawna wykorzystywane są w nawigacji. Jednak ich natura pozostawała tajemnicą dla ówczesnych naukowców.
Podczas podróży dookoła świata Ferdynanda Magellana w latach 1518-1520 jego towarzysz i kronikarz Antonio Pigafetta opisał chmury w swoich notatkach podróżniczych, dzięki czemu fakt ich istnienia stał się znany szerszej europejskiej opinii publicznej. Po śmierci Magellana w 1521 roku w konflikcie zbrojnym z miejscową ludnością Filipin, Pigafetta zaproponował nazwanie chmur Magellanem – Dużym i Małym, w zależności od ich wielkości.
Widoczne gołym okiem rozmiary Obłoków Magellana na niebie są jednymi z największych spośród wszystkich obiektów astronomicznych. Wielki Obłok Magellana (LMC) ma zasięg większy niż 5 stopni, tj. 10 pozornych średnic Księżyca. Mały Obłok Magellana (SMC) jest nieco mniejszy – nieco ponad 2 stopnie. Na zdjęciach, na których możliwe jest uchwycenie słabych obszarów zewnętrznych, rozmiary Obłoków wynoszą odpowiednio 10 i 6 stopni. Mały Obłok znajduje się w gwiazdozbiorze Tukany, a Duży Obłok zajmuje część Doradus i Górę Stołową.
Nawet na początku naszego stulecia naukowcy nie mieli wspólnej opinii na temat natury Obłoków. Na przykład w encyklopedii Brockhausa i Efrona jest napisane, że Chmury „nie są ciągłymi plamami jak inne; reprezentują najbardziej zdumiewające nagromadzenia wielu mglistych plam, stosów gwiazd i pojedynczych gwiazd”. I dopiero gdy astronomowie zmierzyli odległości do niektórych mgławic w latach 20. XX wieku i stało się jasne, że istnieją światy gwiazdowe leżące daleko poza granicami naszej Galaktyki, Obłoki Magellana zajęły swoją „niszę” wśród ciał niebieskich.
Obecnie wiadomo, że Obłoki Magellana są najbliższymi sąsiadami naszej Galaktyki w całej Lokalnej Grupie Galaktyk. Światło z LMC dociera do nas po 230 tysiącach lat, a z MMC jeszcze mniej – „tylko” 170 tysięcy lat. Dla porównania, najbliższą olbrzymią galaktyką spiralną jest Mgławica Andromeda, położona prawie 10 razy dalej od LMC. Wymiary liniowe Chmur są stosunkowo małe. Ich średnice wynoszą 30 i 10 tysięcy lat świetlnych (przypomnijmy, że nasza Galaktyka ma średnicę ponad 100 tysięcy lat świetlnych).
Chmury mają kształt i strukturę typową dla galaktyk nieregularnych: na tle poszarpanej struktury wyróżniają się nieregularnie rozmieszczone obszary o zwiększonej jasności. A jednak w strukturze tych galaktyk panuje porządek. Na przykład w LMC występuje uporządkowany ruch gwiazd wokół centrum, co sprawia, że ten Obłok wygląda jak „regularne” galaktyki spiralne. Gwiazdy w galaktyce są skoncentrowane w kierunku płaszczyzny zwanej płaszczyzną galaktyczną.
Dzięki ruchowi materii Obłoków można dowiedzieć się, w jaki sposób rozmieszczone są ich płaszczyzny galaktyczne. Okazało się, że LMC leży niemal „płasko” na sferze niebieskiej (nachylenie mniejsze niż 30 stopni). Oznacza to, że całe złożone „wypełnienie” Wielkiego Obłoku - gwiazdy, obłoki gazu, gromady - znajdują się w niemal tej samej odległości od nas, a obserwowana różnica w jasności różnych gwiazd odpowiada rzeczywistości i nie jest zniekształcona z powodu na różne odległości do nich. W naszej Galaktyce tę właściwość mają tylko gwiazdy w gromadach.
Pomyślna orientacja LMC, jej „otwartość”, a także bliskość Obłoków Magellana do nas, uczyniły z nich prawdziwe laboratorium astronomiczne, „obiekt numer 1” dla fizyki gwiazd, gromad gwiazd i wielu innych interesujących obiektów.
Obłoki Magellana sprawiły astronomom kilka niespodzianek. Jedną z nich były gromady gwiazd. Odkryto je w Obłokach Magellana, podobnie jak w naszej Galaktyce. W MMC odkryto ich około 2000, w LMC ponad 6000, z czego około stu to gromady kuliste. W naszej Galaktyce jest kilkaset gromad kulistych i wszystkie zawierają nietypowo niewiele pierwiastków chemicznych cięższych od helu. Z kolei zawartość metali zależy wyraźnie od wieku obiektu – w końcu im dłużej gwiazdy żyją, tym dłużej wzbogacają „środowisko” w pierwiastki chemiczne cięższe od helu. Niska zawartość metali w gwiazdach gromad kulistych naszego układu gwiazdowego sugeruje, że ich wiek jest bardzo zaawansowany – 10-18 miliardów lat. To najstarsze obiekty w naszej Galaktyce.
Niespodzianka czekała astronomów, którzy mierzyli „metaliczność” gromad w Obłokach. W LMC odkryto ponad 20 gromad kulistych, które zawierają tę samą zawartość metali co gwiazdy, które nie są jeszcze bardzo stare. Oznacza to, że jak na standardy obiektów astronomicznych gromady narodziły się nie tak dawno temu. W naszej Galaktyce nie ma takich obiektów! W rezultacie w Obłokach Magellana proces ten trwa nadal, podczas gdy w Galaktyce proces ten zatrzymał się wiele miliardów lat temu. Najprawdopodobniej gigantyczne siły pływowe w naszym układzie gwiazd potrafią „rozerwać” nienarodzone gromady kuliste. W Obłokach Magellana, które są niewielkie pod względem rozmiaru i masy, w bardziej „grzecznym” środowisku, istnieją wszystkie warunki do powstawania gromad kulistych gwiazd.
Same Chmury nie wyróżniają się w świecie galaktyk swoim skromnym rozmiarem i jasnością. Jednakże w Wielkim Obłoku Magellana znajduje się obiekt, który jest wybitną postacią w swoim rodzaju. Mówimy o ogromnej, gorącej i jasnej chmurze gazu, która jest wyraźnie widoczna na zdjęciach LMC. Nazywa się Mgławicą Tarantula, lub bardziej oficjalnie 30 Doradus. Nazwę Tarantula nadano mgławicy ze względu na jej wygląd, w którym osoba o bogatej wyobraźni może dostrzec podobieństwo do dużego pająka. Długość mgławicy wynosi około tysiąca lat świetlnych, a całkowita masa gazu jest 5 milionów razy większa od masy Słońca. Tarantula świeci jak kilka tysięcy gwiazd razem wziętych. Dzieje się tak, ponieważ wewnątrz mgławicy rodzą się masywne, gorące gwiazdy, emitujące znacznie więcej energii niż gwiazdy takie jak nasze Słońce. Ogrzewają otaczający je gaz i powodują jego świecenie. W naszej galaktyce jest tylko kilka mgławic podobnej wielkości, ale wszystkie są przed nami ukryte przez gęstą kurtynę pyłu galaktycznego. Gdyby nie pył, one również byłyby zauważalnymi i jasnymi ciałami niebieskimi.
Wewnątrz Mgławicy Tarantula znajduje się wiele ośrodków narodzin gwiazd, w których gwiazdy rodzą się „masowo”. Młode masywne gwiazdy, mające mniej niż kilka milionów lat, pokazują nam obszary, w których wciąż trwa proces formowania się gwiazd z grudek gazu.
Wewnątrz Tarantuli doszło również do wielu eksplozji supernowych. Takie eksplozje gwiazd na końcowym etapie ich ewolucji prowadzą do tego, że większość gwiazd jest rozproszona po przestrzeni z prędkością kilku tysięcy kilometrów na sekundę. Wybuchy supernowych sprawiły, że struktura mgławicy była zagmatwana, chaotyczna, wypełniona przecinającymi się włóknami gazowymi i powłokami. Mgławica Tarantula służy jako dobry poligon doświadczalny do testowania teorii narodzin i śmierci gwiazd.
Obłoki Magellana odegrały również ważną rolę w konstrukcji międzygalaktycznej skali odległości. W Obłokach odkryto ponad 2000 gwiazd zmiennych, z których większość to cefeidy. Okres zmiany jasności cefeid jest ściśle powiązany z ich jasnością, co czyni te gwiazdy jednym z najbardziej wiarygodnych wskaźników odległości do galaktyk. Na przykładzie Chmur bardzo wygodnie jest porównać różne wskaźniki odległości, które służą do konstruowania międzygalaktycznej „drabiny” odległości.
Gdyby ludzkie oko było w stanie dostrzec fale radiowe o długości 21 cm (przy tej długości fali emitowany jest atomowy wodór), widziałoby niesamowity obraz na niebie. Widziałby gęste obłoki gazu w płaszczyźnie naszej Galaktyki – Drogę Mleczną, oraz pojedyncze obłoki na różnych szerokościach geograficznych – pobliskie mgławice gazowe i chmury „wędrujące” na dużych szerokościach geograficznych. Obłoki Magellana zmienią się niesamowicie. Zamiast dwóch oddzielnych obiektów, osoba pracująca na „długich falach” zobaczyłaby jeden duży obłok z dwiema jasnymi kondensacjami, w miejscu, w którym jesteśmy przyzwyczajeni do oglądania Wielkiego i Małego Obłoku Magellana.
Już w latach 50. odkryto, że chmury są zanurzone we wspólnej skorupie gazowej. Gaz powłokowy krąży w sposób ciągły: ochładzając się w przestrzeni międzygalaktycznej, opada na Obłoki pod wpływem grawitacji i jest wypychany z powrotem przez „tłoki” supernowych, w wyniku eksplozji której rozszerzająca się powłoka gorącego gazu pod nadmiernym ciśnieniem pojawia się wnętrze (proces ten przypomina ruch wody w naczyniu podgrzewanym od dołu palnikiem gazowym).
Ostatnio stało się również jasne, że Chmury są połączone wspólnym mostem gazowym nie tylko między sobą. Znaleziono włókno gazowe – cienki pasek gazu rozpoczynający się w Chmurach i biegnący przez całe niebo. Łączy Obłoki Magellana z naszą Galaktyką i kilkoma innymi galaktykami Grupy Lokalnej. Nazywano go „Strumień Magellana”. Jak powstał ten strumień? Najprawdopodobniej kilka miliardów lat temu Obłoki Magellana zbliżyły się do naszej Galaktyki. Nasz gigantyczny układ gwiezdny „wyciągnął” część gazu z Obłoków swoim przyciąganiem grawitacyjnym, niczym odkurzacz. Gaz ten częściowo wzbogacił nasz układ gwiezdny. Reszta „rozpryskała się” w przestrzeni międzygalaktycznej, tworząc Strumień Magellana.
Bliskość Obłoków Magellana do naszej masywnej Galaktyki nie jest dla nich daremna. Możliwe, że zbieżność Obłoków i Drogi Mlecznej, powodująca wymianę gazu i gwiazd, występowała w przeszłości więcej niż raz. Jeśli najbliższy obłok, Mały, zbliży się do naszej Galaktyki 3 razy bliżej niż obecnie, siły pływowe całkowicie go zniszczą. W odległej przyszłości mogą nastąpić podobne kolizje, a Obłoki Magellana zostaną całkowicie wchłonięte przez naszą Drogę Mleczną. Nie zostaną one wkrótce „strawione” w ogromnym brzuchu naszej Galaktyki i aktywują narodziny gwiazd w miejscach, w których spadają, co obserwuje się w silniejszej formie podczas łączenia się dużych galaktyk.
