Bildekreditt: NRAO
Et team av astronomer som bruker National Science Foundation's Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT), har gjort den første avgjørende påvisningen av det som ser ut til å være de resterende byggesteinene i galaksedannelsen - nøytrale hydrogenskyer - svermer rundt Andromeda-galaksen, som ligger i Andromedakonstellasjonen, den nærmeste store spiralgalaksen til Melkeveien.
Denne oppdagelsen kan hjelpe forskere til å forstå strukturen og utviklingen til Melkeveien og alle spiralgalakser. Det kan også hjelpe å forklare hvorfor visse unge stjerner i modne galakser overraskende er borte av de tunge elementene som samtiden deres inneholder.
"Kjempegalakser, som Andromeda og vår egen Melkevei, antas å danne seg gjennom gjentatte sammenslåinger med mindre galakser og gjennom akkresjonen av et stort antall enda lavere massemasse" skyer "- mørke gjenstander som mangler stjerner og til og med er for små til å kalle galakser. , ”Sa David A. Thilker fra Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland. "Teoretiske studier forutsier at denne prosessen med galaktisk vekst fortsetter i dag, men astronomer har ikke vært i stand til å oppdage de forventede" lave massene "byggesteiner som faller i nærliggende galakser, frem til nå."
Thilkers forskning er publisert i Astrophysical Journal Letters. Andre bidragsytere inkluderer: Robert Braun fra Netherlands Foundation for Research in Astronomy; Rene A.M. Walterbos ved New Mexico State University; Edvige Corbelli fra Osservatorio Astrofisico di Arcetri i Italia; Felix J. Lockman og Ronald Maddalena fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Green Bank, West Virginia; og Edward Murphy fra University of Virginia.
Melkeveien og Andromeda ble dannet for mange milliarder av år siden i et kosmisk nabolag fylt med galaktiske råvarer - blant annet hydrogen, helium og kald mørk materie var primære bestanddeler. Nå har det meste av dette råstoffet antagelig blitt sluppet opp av de to galaksene, men astronomer mistenker at noen primitive skyer fremdeles flyter fri.
Tidligere studier har avslørt en rekke skyer med nøytralt atomhydrogen som er i nærheten av Melkeveien, men ikke en del av disken. Disse ble opprinnelig referert til som høye hastighetsskyer (HVCs) når de først ble oppdaget fordi de så ut til å bevege seg med hastigheter som var vanskelige å forene med galaktisk rotasjon.
Forskere var usikre på om HVC-er omfattet byggesteiner fra Melkeveien som hittil hadde sluppet unna fangst, eller om de sporet gass akselerert til uventede hastigheter ved energiske prosesser (flere supernovaer) i Melkeveien. Oppdagelsen av lignende skyer bundet til Andromeda Galaxy styrker saken at i det minste noen av disse HVC-ene faktisk er galaktiske byggesteiner.
Astronomer kan bruke radioteleskoper for å oppdage den karakteristiske strålingen på 21 centimeter som avgis naturlig av nøytralt atomhydrogen. Den store vanskeligheten med å analysere disse galaktiske byggesteinene med lav masse har vært at deres naturlige radioutslipp er ekstremt svakt. Selv de nærmeste oss, skyer som kretser rundt vår Galaxy, er vanskelig å studere på grunn av alvorlig avstand usikkerhet. "Vi vet at melkeveien er relativt nær, men nøyaktig hvor nært er vanvittig tøft å bestemme," sa Thilker.
Tidligere forsøk på å finne manglende satellitter rundt eksterne galakser på velkjente avstander har vært mislykket på grunn av behovet for et veldig følsomt instrument som er i stand til å produsere høykvalitetsbilder, selv i nærheten av en lys kilde som Andromeda Galaxy.
Man kan vurdere denne oppgaven som å visuelt skille et stearinlys plassert ved siden av en søkelys. Den nye designen til den nylig bestilte GBT møtte disse utfordringene strålende, og ga astronomene deres første blikk på det uoversiktlige nabolaget rundt Andromeda.
Andromeda Galaxy var målrettet fordi det er den nærmeste massive spiralgalaksen. "På noen måte blir de rike rikere, selv i verdensrommet," sa Thilker. Alt annet likt, kan man forvente å finne flere urskyer i nærheten av en stor spiralgalakse enn for eksempel i nærheten av en liten dverggalakse. Dette gjør Andromeda til et bra sted å se på, spesielt med tanke på dens relative nærhet - bare 2,5 millioner lysår fra Jorden. ”
Det GBT klarte å feste var en befolkning på 20 separate nøytrale hydrogenskyer, sammen med en utvidet glødetrådskomponent, som astronomene mener er begge assosiert med Andromeda. Disse gjenstandene, tilsynelatende under gravitasjonspåvirkning fra Andromedas glorie, antas å være de gassformede skyene til de "savnede" (kanskje mørkstoffdominerte) satellittene og deres fusjonsrester. De ble funnet i løpet av 163 000 lysår fra Andromeda.
Foretrukne kosmologiske modeller har spådd eksistensen av disse satellittene, og deres oppdagelse kan forklare noe av den manglende "kalde mørke materien" i universet. Bekreftelse på at disse objekter med lav masse er allestedsnærværende rundt større galakser kan bidra til å løse mysteriet om hvorfor visse unge stjerner, kjent som G-dvergstjerner, er kjemisk lik de som utviklet seg for milliarder av år siden.
Når galakser blir eldre, utvikler de større konsentrasjoner av tunge elementer dannet av kjernefysiske reaksjoner i kjernene til stjerner og i kataklysmiske eksplosjoner av supernovaer. Disse eksplosjonene skyter tunge elementer ut i galaksen, som deretter blir planeter og blir tatt opp i neste generasjon stjerner.
Spektral og fotometrisk analyse av unge stjerner i Melkeveien og andre galakser viser imidlertid at det er et visst antall unge stjerner som overraskende er borte av tunge elementer, noe som får dem til å ligne stjerner som burde ha dannet seg i de tidlige stadiene av galaktisk utvikling .
"En måte å redegjøre for denne rare anomalien på er å ha en frisk kilde av rå galaktisk materiale å danne nye stjerner fra," sa Murphy. "Siden skyer med høy hastighet kan være de resterende byggesteinene i galakseformasjonen, inneholder de nesten uberørte konsentrasjoner av hydrogen, for det meste fri fra tungmetallene som frøer eldre galakser." Deres sammenslåing i store galakser kan derfor forklare hvordan friskt materiale er tilgjengelig for dannelse av G-dvergstjerner.
Andromeda-galaksen, også kjent som M31, er en av bare noen få galakser som er synlige fra Jorden med det uten hjelp, og blir sett på som en svak flekk i stjernebildet Andromeda. Når det sees gjennom et beskjedent teleskop, avslører Andromeda også at det har to fremtredende satellittdverggalakser, kjent som M32 og M110. Disse dvergene, sammen med skyene studert av Thilker og samarbeidspartnere, er dømt til å til slutt fusjonere med Andromeda. Melkeveien, M33, og Andromeda-galaksen pluss rundt 40 dvergkammerater, utgjør det som er kjent som "Local Group."
I dag er Andromeda kanskje den mest studerte galaksen annet enn Melkeveien. Faktisk ble mange av tingene vi vet om galaksenes natur som Melkeveien, lært ved å studere Andromeda, siden de overordnede trekkene i vår egen galakse er forkledd av vårt indre utsiktspunkt. "I dette tilfellet er Andromeda en god analog for Melkeveien," sa Murphy. “Det tydeliggjør bildet. Å bo inne i Melkeveien er som å prøve å bestemme hvordan huset ditt ser ut fra innsiden, uten å tråkke utendørs. Hvis du ser på naboens hus, kan du imidlertid få en følelse av hvordan ditt eget hjem kan se ut. "
GBT er verdens største fullt styrbare radioteleskop.
National Radio Astronomy Observatory er et anlegg fra National Science Foundation, som drives under samarbeidsavtale av Associated Universities, Inc.
Originalkilde: NRAO News Release
