Ett lite hjørne av den massive Andromeda-galaksen (M31). Bildekreditt: Subaru. Klikk for å forstørre.
Den vakre Andromeda-galaksen fremsto som en varm uklar klatring for de eldgamle. For moderne astronomer årtusener senere, virket det som en utmerket mulighet til å bedre forstå universet. I sistnevnte henseende er vår nærmeste galaktiske nabo en gave som fortsetter å gi.
Scott Chapman, fra California Institute of Technology, og Rodrigo Ibata, fra Observatoire Astronomique de Strasbourg i Frankrike, har ledet et team av astronomer i et prosjekt for å kartlegge de detaljerte bevegelsene til stjerner i utkanten av Andromeda-galaksen. Deres nylige observasjoner med Keck-teleskopene viser at det anstendige dryss av stjerner som strekker seg utover fra galaksen, faktisk er en del av hoveddisken. Dette betyr at spiraldisken til stjerner i Andromeda er tre ganger større i diameter enn tidligere estimert.
På det årlige sommermøtet i American Astronomical Society i dag vil Chapman skissere bevisene for at det er en enorm, utvidet stjerneskive som gjør galaksen med mer enn 220 000 lysår i diameter. Tidligere trodde astronomer som så på de synlige bevisene, at Andromeda var rundt 70.000 til 80.000 lysår på tvers. Andromeda i seg selv er omtrent 2 millioner lysår fra Jorden.
Det nye dimensjonale målet er basert på bevegelsene til rundt 3000 av stjernene et stykke fra disken som en gang ble antatt å være bare "glorie" av stjerner i regionen og ikke en del av selve disken. Ved å ta veldig nøye målinger av "radielle hastigheter", var forskerne i stand til å bestemme nøyaktig hvordan hver stjerne beveget seg i forhold til galaksen.
Resultatene viste at de utvendige stjernene sitter i planet til selve Andromeda-disken og i tillegg beveger seg med en hastighet som viser at de er i bane rundt sentrum av galaksen. I hovedsak betyr dette at stjernedisken er langt større enn tidligere kjent.
Videre har forskerne bestemt at arten av den "inhomogene roterende disken" - med andre ord, de klumpete og kløffe ytre frynsene på disken - viser at Andromeda må være et resultat av at satellittgalakser for lenge siden smalt sammen. Hvis det ikke var tilfelle, ville stjernene være mer jevnt fordelt.
Ibata sier: "Denne gigantiske diskfunnet vil være veldig vanskelig å forene med datasimuleringer av dannelse av galakser. Du får bare ikke gigantiske roterende disker fra akkretisjonen av små galaksefragmenter. "
De nåværende resultatene, som er gjenstand for to artikler som allerede er tilgjengelige og en tredje som ennå ikke skal publiseres, er muliggjort av teknologiske fremskritt innen astrofysikk. I dette tilfellet har Keck / DEIMOS multi-objekt spektrograf festet til Keck II Teleskop speilstørrelsen og lyssamlingskapasiteten til bildestjerner som er veldig svake, så vel som den spektrografiske følsomheten for å oppnå svært nøyaktige radielle hastigheter.
En spektrograf er nødvendig for arbeidet fordi bevegelse av stjerner i en fjern galakse bare kan oppdages innen rimelig menneskelig tidsspenn ved å utlede om stjernen beveger seg mot oss eller bort fra oss. Dette kan oppnås fordi lyset kommer mot oss i diskrete frekvenser på grunn av elementene som utgjør stjernen.
Hvis stjernen beveger seg mot oss, har lyset en tendens til å stive sammen, så å si, noe som gjør lyset høyere i frekvens og "blåere." Hvis stjernen beveger seg bort fra oss, har lyset mer pusterom og blir lavere i frekvens og "rødere."
Hvis det ser ut til at stjerner på den ene siden av Andromeda kommer mot oss, mens stjerner på motsatt side ser ut til å gå bort fra oss, kan antas at stjernene går i bane rundt det sentrale objektet.
Den utvidede stjernedisken har blitt oppdaget i det siste fordi stjerner som vises i området av disken ikke kunne være kjent for å være en del av disken før deres bevegelser ble beregnet. I tillegg ser den inhomogene "fuzz" som utgjør den utvidede disken ikke ut som en disk, men ser ut til å være en fragmentert, rotete glorie bygget opp fra mange tidligere galakser som krasjet inn i Andromeda, og det ble antatt at stjerner i dette regionen ville gå hver vei.
"Å finne alle disse stjernene i en ordnet rotasjon var den siste forklaringen noen skulle tenke på," sier Chapman.
På baksiden er det en velsignelse å finne ut at hoveddelen av den komplekse strukturen i Andromedas ytre region roterer med disken, for å studere den sanne underliggende stjernen halo av galaksen. Ved å bruke denne nye informasjonen har forskerne vært i stand til å måle de tilfeldige bevegelsene til stjerner i den stellare glorie nøye og undersøke dens masse og formen på den unnvikende mørke materien som omgir den.
Selv om hovedarbeidet ble utført på Keck-observatoriet, ble de originale bildene som ga muligheten for en utvidet disk tatt med Isaac Newton Telescope's Wide-Field Camera. Teleskopet, som ligger på Kanariøyene, er beregnet på undersøkelser, og i tilfelle av denne studien fungerte det godt som ledsagerinstrument.
Chapman sier at det vil være behov for ytterligere arbeid for å avgjøre om den utvidede disken bare er et blende for Andromeda-galaksen, eller kanskje er typisk for andre galakser.
Hovedoppgaven som dagens AAS-nyhetskonferanse er opptatt av, vil i år bli publisert i The Astrophysical Journal med tittelen "On the Accretion Origin of a Vast Extended Stellar Disk Around the Andromeda Galaxy." I tillegg til Chapman og Ibata, er de andre forfatterne Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, University of Sydney; Mike Irwin, Cambridge University; og Nial Tanvir, University of Hertfordshire.
Originalkilde: Caltech News Release
