Som fristende småting som er lagret i de store fordypningene i kjøleskapet, har astronomer som bruker NASAs Hubble-romteleskop bevis på et skall med stjerner som er til overs fra en av Melkeveiens måltider. I en studie som vil vises i en kommende utgave av Astrophysical Journal forskere har avslørt en gruppe stjerner som beveger seg sideveis - en bevegelse som peker på det faktum at vår galakse kan ha fortært en annen under dens utvikling.
"Hubbles unike evner gjør at astronomer kan avdekke ledetråder til galaksens fjerne fortid. De fjernere områdene av galaksen har utviklet seg saktere enn de indre seksjonene. Objekter i de ytre regionene bærer fremdeles signaturene av hendelser som skjedde for lenge siden, sier Roeland van der Marel fra Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland.
Så nysgjerrig som dette skallet av stjerner er, de tilbyr enda mer informasjon ved å avsløre en sjanse til å studere den mystiske skjulte massen til Melkeveien - mørk materie. Med mer enn hundre milliarder galakser spredt over universet, hva bedre sted å se nærmere enn her hjemme? Teamet av astronomer ledet av Alis Deason fra University of California, Santa Cruz, og van der Marel studerte den ytre glorie, en region omtrent 80 000 lysår fra vår galakas sentrum, og identifiserte 13 stjerner som kan ha kommet fram i lyset helt begynnelsen av Melkeveiens dannelse.
Hva er så spesielt med denne gruppen av geriatriske soler? I dette tilfellet er det deres bevegelse. I stedet for å cruise sammen i en radiell bane, viser disse eldre stjernene tangensiell bevegelse - en uventet observasjon. Normalt reiser halo-stjerner mot det galaktiske sentrum, bare for å returnere utover igjen. Hva kan føre til at denne doble håndfulle stjerner beveger seg annerledes? Forskningsteamet spekulerer i at det kan være en "overdensitet" av stjerner ved 80 000 lysårsmerke.
Så spennende som disse stjernene er, ble dette rare skallet oppdaget noe ved et uhell. Deason og teamet hennes vant de ytre glorie-stjernene fra en syv år lang studie av arkivbilder tatt av Hubble-teleskopet fra Andromeda-galaksen. Mens de så noen tyve ganger lenger bort på stjernene til vår nabogalakse, kom disse rare bevegelige stjernene fram som objekter i forgrunnen… objekter som “rotet” bildene. Mens disse glorie-stjernene var dårlige for den aktuelle studien, var de veldig gode for Deason og teamet. Det ga dem sjansen til å se en virkelig se nærmere på bevegelsen til Melkeveiens glorie stjerner.
Å se disse stjernene var imidlertid ikke lett. Takket være Hubbles utrolige oppløsning og lysinnsamlingskraft inneholdt hvert bilde mer enn 100 000 individuelle stjerner. "Vi måtte på en eller annen måte finne de få stjernene som faktisk tilhørte Melkevei-glorie," sa van der Marel. "Det var som å finne nåler i en høystakk."
Så hvordan skilte astronomene skallstjernene fra de som tilhørte de ytre frynsene til Andromeda? De første observasjonene plukket ut stjernene basert på deres farge, lysstyrke og sideveis bevegelse. Takket være parallaks ser det ut til at glorie-stjernene våre beveger seg langt raskere bare fordi de er nærmere. Gjennom arbeidet til teammedlem Tony Sohn fra STSci ble disse revolusjonerende stjernene identifisert og målt. Deres tangensielle bevegelse ble observert og registrert med fem prosent presisjon. Ikke en rask prosess når du vurderer at disse skjellstjernene bare beveger seg over himmelen med en hastighet på omtrent en milli-sekund per år!
Målinger av denne nøyaktigheten muliggjøres av en kombinasjon av Hubbles skarpe utsikt, observasjonens mange års verdi og teleskopets stabilitet. Hubble ligger i romfartsmiljøet, og den er fri for tyngdekraft, vind, atmosfære og seismiske forstyrrelser, ”sa van der Marel.
Hva gjør teamet så trygg på funnene sine? Som vi vet, har stjerner hjemme i galakas indre glorie veldig radiale baner. Da det ble foretatt en sammenligning mellom de ytre glorestjernes sidebevegelse med de indre bevegelsene, fant forskerne likhet. I henhold til datasimuleringer av galaksedannelse skal ytre stjerner fortsette å ha radial bevegelse når de beveger seg utover i glorie, men disse nye funnene viser seg motsatt. Hva kan forårsake det? En naturlig forklaring ville være en akkresjonshendelse som involverer en satellittgalakse.
For å underbygge funnene ytterligere, sammenlignet teamet resultatene med data tatt av Sloan Digital Sky Survey som involverte glorie stjerner. Det var et eureka-øyeblikk. Observasjonene tatt av SDSS avdekket en høyere tetthet av stjerner på omtrent samme avstand som de skall-sjokkerte reisende. Og Melkeveien er ikke alene. Andre studier av glorie stjerner involvert i både Triangulum og Andromeda viser et stort antall glorie stjerner som eksisterer til et visst punkt - bare for å droppe. Årsaken innså at dette ikke bare var et rart tilfeldighet. "Det som kan skje, er at stjernene beveger seg ganske sakte fordi de befinner seg på apocentret, det fjerneste punktet i deres bane rundt knutepunktet til Melkeveien vår," forklarte Deason. Nedgangen skaper en stabel av stjerner når de sløyfer rundt i banen og reiser tilbake mot galaksen. Så inn- og ut- eller radialbevegelsen minker sammenlignet med sidelengs eller tangentiell bevegelse. ”
Så spennende som disse funnene er, de er ikke nyheter. Skallstjerner har blitt observert i glorieene fra andre galakser og ble spådd å være en del av Melkeveien. Av natur skulle de ha vært der - men de var ganske enkelt for svake og for spente til å gjøre astronomer positive til deres tilstedeværelse. Ikke nå lenger. Nå som astronomer vet hva de skal se etter, er de enda mer engstelige for å grave seg inn i Hubbles arkiver. "Disse uventede resultatene gir interesse for å se etter flere stjerner for å bekrefte at dette virkelig skjer," sa Deason. “For øyeblikket har vi en ganske liten prøve. Så vi kan virkelig gjøre det mye mer robust med å få flere felt med Hubble. ” Observasjonene fra Andromeda dekker bare en veldig liten "nøkkelhullsvisning" av himmelen.
Så hva er det neste? Nå kan teamet male et enda mer fint portrett av Melkeveiens evolusjonshistorie. Ved å forstå bevegelsene og banene til "skallet" av stjerner i glorie, kan de til og med kunne gi oss en nøyaktig masse. ”Til nå er det vi har savnet stjernenes tangensielle bevegelser, som er en nøkkelkomponent. Den tangensielle bevegelsen vil tillate oss å bedre måle den totale massefordelingen av galaksen, som er dominert av mørk materie. Ved å studere massefordelingen, kan vi se om den følger samme fordeling som forutsagt i teorier om strukturdannelse, ”sa Deason.
Inntil da får vi glede av "restene" ...
Original historiekilde: HubbleSite News Release.
