Ett litet hörn av den massiva Andromeda-galaxen (M31). Bildkredit: Subaru. Klicka för att förstora.
Den vackra Andromeda-galaxen verkade som en varm fuzzy klump för de gamla. För moderna astronomer årtusenden senare verkade det som en utmärkt möjlighet att bättre förstå universum. I det senare avseendet är vår närmaste galaktiska granne en gåva som fortsätter att ge.
Scott Chapman, från California Institute of Technology, och Rodrigo Ibata, från Observatoire Astronomique de Strasbourg i Frankrike, har ledat ett team av astronomer i ett projekt för att kartlägga de detaljerade rörelserna i stjärnor i utkanten av Andromeda-galaxen. Deras senaste observationer med Keck-teleskopet visar att den svaga stjärningen av stjärnor som sträcker sig utåt från galaxen faktiskt är en del av själva huvudskivan. Detta innebär att spiralskivan med stjärnor i Andromeda är tre gånger större i diameter än tidigare beräknat.
Vid det årliga sommarmötet i American Astronomical Society idag kommer Chapman att beskriva bevisen på att det finns en enorm, utökad stjärnskiva som gör galaxen mer än 220 000 ljusår i diameter. Tidigare trodde astronomer på de synliga bevisen att Andromeda var omkring 70 000 till 80 000 ljusår. Andromeda själv är cirka 2 miljoner ljusår från Jorden.
Den nya dimensionella åtgärden är baserad på rörelserna från cirka 3 000 av stjärnorna långt från skivan som en gång ansågs vara bara "halo" av stjärnor i regionen och inte en del av själva disken. Genom att göra mycket noggranna mätningar av "radiella hastigheter" kunde forskarna exakt bestämma hur varje stjärna rörde sig i förhållande till galaxen.
Resultaten visade att de avlägsna stjärnorna sitter i planet på själva Andromeda-skivan och dessutom rör sig med en hastighet som visar att de är i omloppsbana runt galaxens centrum. I huvudsak betyder detta att stjärnorna är mycket större än tidigare känt.
Vidare har forskarna fastställt att karaktären på den "inhomogena roterande skivan" - med andra ord, de klumpiga och klumpiga yttre fransarna på skivan visar att Andromeda måste vara resultatet av satellitgalaxer för länge sedan slängde ihop. Om det inte var fallet skulle stjärnorna vara jämnare.
Ibata säger: ”Denna jättefyndupptäckt kommer att vara mycket svår att förena med datasimuleringar av bildande galaxer. Du får bara inte gigantiska roterande skivor från tillträdet av små galaxfragment. "
De aktuella resultaten, som är föremål för två artiklar som redan finns och ett tredje som ännu inte ska publiceras, möjliggörs av tekniska framsteg inom astrofysik. I detta fall har Keck / DEIMOS-spektrograf med flera objekt som är fäst på Keck II-teleskopet spegelstorleken och ljusinsamlingskapaciteten för bildstjärnor som är mycket svaga, såväl som den spektrografiska känsligheten för att uppnå mycket exakta radiella hastigheter.
En spektrograf är nödvändig för arbetet eftersom rörelserna i stjärnor i en avlägsen galax endast kan upptäckas inom rimliga mänskliga tidsintervall genom att dra slutsatsen om stjärnan rör sig mot oss eller bort från oss. Detta kan åstadkommas eftersom ljuset kommer mot oss i diskreta frekvenser på grund av elementen som utgör stjärnan.
Om stjärnan rör sig mot oss, tenderar ljuset att krama ihop, så att säga, vilket gör ljuset högre i frekvens och "blåare." Om stjärnan rör sig bort från oss har ljuset mer andningsrum och blir lägre i frekvens och "rödare."
Om stjärnor på ena sidan av Andromeda verkar komma mot oss, medan stjärnor på motsatt sida verkar försvinna från oss, kan antas att stjärnorna kommer att kretsa runt det centrala objektet.
Den utökade stjärnskivan har blivit oupptäckt tidigare eftersom stjärnor som visas i området på skivan kunde inte vara kända för att vara en del av disken förrän deras rörelser beräknades. Dessutom ser den inhomogena "fuzz" som utgör den utökade disken inte ut som en disk, utan verkar snarare vara en fragmenterad, rörig halo byggd upp från många tidigare galaxers kraschar i Andromeda, och det antogs att stjärnor i detta regionen skulle gå på vilket sätt som helst.
"Att hitta alla dessa stjärnor i en ordnad rotation var den sista förklaringen någon skulle tänka på," säger Chapman.
På baksidan är att en upptäckt att huvuddelen av den komplexa strukturen i Andromedas yttre region roterar med skivan är en välsignelse för att studera galaxens verkliga underliggande stjärnahalo. Med hjälp av denna nya information har forskarna kunnat mäta noggranna slumpmässiga rörelser i stjärnor i den stjärna gloria, undersöka dess massa och formen av den svårfångade mörka materien som omger den.
Även om huvudarbetet gjordes vid Keck-observatoriet togs de ursprungliga bilderna som innebar möjligheten till en utökad disk med Isaac Newton Telescope's Wide-Field Camera. Teleskopet, som ligger på Kanarieöarna, är avsett för undersökningar, och i fallet med denna studie, fungerade det också som ett följeslagningsinstrument.
Chapman säger att ytterligare arbete kommer att behövas för att avgöra om den utökade disken bara är en skändning av Andromeda-galaxen, eller kanske är typisk för andra galaxer.
Den huvudsakliga artikeln som dagens AAS-nyhetskonferens berör kommer att publiceras i år i The Astrophysical Journal med titeln "On the Accretion Origin of a Vast Extended Stellar Disk Around Andromeda Galaxy." Förutom Chapman och Ibata är de andra författarna Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, University of Sydney; Mike Irwin, Cambridge University; och Nial Tanvir, University of Hertfordshire.
Originalkälla: Caltech News Release
