Liksom frestande småbitar lagrade i de stora fördjupningarna i ens kylskåp har astronomer som använder NASA: s Hubble Space Telescope bevis på ett skal med stjärnor som finns kvar från en av Vintergatan måltider. I en studie som kommer att visas i en kommande utgåva av Astrophysical Journal forskare har avslöjat en grupp stjärnor som rör sig i sidled - en rörelse som pekar på det faktum att vår galax kan ha konsumerat en annan under dess utveckling.
”Hubbles unika kapacitet gör att astronomer kan avslöja ledtrådar till galaxens avlägsna förflutna. De mer avlägsna regionerna i galaxen har utvecklats långsammare än de inre delarna. Objekt i de yttre regionerna bär fortfarande signaturerna av händelser som hände för länge sedan, ”sade Roeland van der Marel från Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland.
Så nyfiken som detta skal av stjärnor är, de erbjuder ännu mer information genom att avslöja en chans att studera den mystiska dolda massan av Vintergatan - mörk materia. Med mer än hundra miljarder galaxer utspridda över universum, vilken bättre plats att titta närmare än här hemma? Teamet av astronomer under ledning av Alis Deason från University of California, Santa Cruz, och van der Marel studerade den yttre gloria, en region som är ungefär 80 000 ljusår från vår galaxcentrum och identifierade 13 stjärnor som kan ha kommit fram i ljuset början på Vintergatan.
Vad är så speciellt med den här gruppen av geriatriska solar? I det här fallet är det deras rörelse. Istället för att kryssa i en radiell bana visar dessa äldre stjärnor tangentiell rörelse - en oväntad observation. Normalt reser halo stjärnor mot det galaktiska centrumet, bara för att återvända utåt igen. Vad kan få denna dubbla handfull stjärnor att röra sig annorlunda? Forskningsteamet spekulerar i att det kan finnas en ”överdensitet” av stjärnor vid 80 000 ljusårsmärket.
Lika spännande som dessa stjärnor är, det här konstiga skalet upptäcktes något av misstag. Deason och hennes team vann ut de yttre halo-stjärnorna från en sjuårig studie av arkivbilder tagna av Hubble-teleskopet från Andromeda-galaxen. Medan de tittade tjugo gånger längre bort på våra angränsande galaxstjärnor kom dessa konstiga rörliga stjärnor upp i förgrunden ... föremål som "rörrade" bilderna. Medan dessa halo stjärnor var dåliga för den specifika studien, de var mycket bra för Deason och laget. Det gav dem chansen att ta en riktigt noggrann titt på rörelsen hos Vintergatan halo stjärnor.
Att se dessa stjärnor var dock inte lätt. Tack vare Hubbles otroliga upplösning och ljussamlingskraft innehöll varje bild mer än 100 000 enskilda stjärnor. ”Vi var tvungna att på något sätt hitta de få stjärnorna som faktiskt tillhörde Vintergatan,” sade van der Marel. "Det var som att hitta nålar i en höstack."
Så hur skilde astronomerna skalstjärnorna från de som tillhörde de yttre fransarna i Andromeda? De första observationerna tog stjärnorna ut baserat på deras färg, ljusstyrka och sidleds rörelse. Tack vare parallax verkar våra halo stjärnor gå mycket snabbare bara för att de är närmare. Genom arbetet som teammedlem Tony Sohn från STSci identifierades och mättes dessa revolutionära stjärnor. Deras tangentiella rörelse observerades och registrerades med fem procents precision. Inte en snabb process när du tänker på att dessa skalstjärnor bara rör sig över himlen med en hastighet av cirka en miljardkund per år!
"Mätningar av denna noggrannhet möjliggörs av en kombination av Hubbles skarpa vy, de många års observationerna och teleskopets stabilitet. Hubble ligger i rymdmiljön och är fri från tyngdkraft, vind, atmosfär och seismiska störningar, ”sade van der Marel.
Vad gör teamet så säkert i sina resultat? Som vi vet har stjärnor hemma i vår galax inre gloria mycket radiella banor. När en jämförelse gjordes mellan de yttre halo stjärnorna i sidled rör sig med de inre rörelserna, fann forskarna jämlikhet. Enligt datorsimuleringar av galaxbildning bör yttre stjärnor fortsätta att ha radiell rörelse när de rör sig utåt i halo, men dessa nya fynd visar sig motsatta. Vad kan orsaka det? En naturlig förklaring skulle vara en tillträdeshändelse som involverar en satellitgalax.
För att ytterligare underbygga sina resultat jämförde teamet sina resultat med data som tagits av Sloan Digital Sky Survey med halo stjärnor. Det var ett eureka ögonblick. Observationerna från SDSS avslöjade en högre täthet av stjärnor på ungefär samma avstånd som de skal-chockade resenärer. Och Vintergatan är inte ensam. Andra studier av halo stjärnor involverade i både Triangulum och Andromeda visar ett stort antal halo stjärnor som existerar till en viss punkt - bara för att släppa. Deason insåg att detta inte bara var ett konstigt slump. "Det som kan hända är att stjärnorna rör sig ganska långsamt eftersom de är på apocentret, den längsta punkten i deras omloppsbana om navet i vår Vintergatan," förklarade Deason. ”Avmattningen skapar en stapel av stjärnor när de slingrar runt i sin väg och reser tillbaka mot galaxen. Så deras in- och ut- eller radiella rörelse minskar jämfört med deras sidled eller tangentiell rörelse. ”
Så lika spännande som dessa resultat är, de är inte nyheter. Skalstjärnor har observerats i glosor från andra galaxer och förutsågs vara en del av Vintergatan. Av naturen borde de ha varit där - men de var helt enkelt för dunkla och för långa för att göra astronomer positiva till sin närvaro. Inte längre. Nu när astronomer vet vad de ska leta efter är de ännu mer angelägna att gräva in i Hubbles arkiv. "Dessa oväntade resultat driver vårt intresse för att leta efter fler stjärnor för att bekräfta att detta verkligen händer," sade Deason. ”Just nu har vi ett ganska litet prov. Så vi kan verkligen göra det mycket mer robust med att få fler fält med Hubble. ” Andromeda-observationerna täcker bara en mycket liten "nyckelhålsvy" av himlen.
Så vad är nästa? Nu kan teamet måla ett ännu mer fint porträtt av Vintergatens evolutionära historia. Genom att förstå rörelserna och banorna för "skalet" av stjärnor i halo, kan de till och med kunna ge oss en exakt massa. ”Fram till nu är det vi saknade stjärnornas tangentiella rörelse, som är en nyckelkomponent. Den tangentiella rörelsen gör att vi bättre kan mäta den totala massfördelningen av galaxen, som domineras av mörk materia. Genom att studera massfördelningen kan vi se om den följer samma fördelning som förutses i teorier om strukturbildning, ”sade Deason.
Fram till dess kommer vi att njuta av "resterna" ...
Original berättelse källa: HubbleSite News Release.
