Stora spiralgalaxier som vår egen mjölkväg är som enorma spridande kontinenter i rymden. Liksom alla kontinenter bör sådana galaxer ha många mindre öar som ligger utanför kusten. Nuvarande modeller för galaxbildning bildar att galaktiska kontinenter borde ha fler angränsande öar än man faktiskt sett med teleskop. Nu har en ö tillkommit till Mjölkvägens kontingent och den här är tillräckligt liten för att kartlägga väl mot förutsägelser. Andra dvärgar - som den som nyligen upptäcktes i Ursa Major - kommer troligen att följa.
Den nyligen upptäckta Ursa Major (UMa) dvärggalaxen ligger 300 tusen plus ljusår bort i riktning mot Big Dipper och har ungefär en tiondel av ytljusstyrkan för nästa minsta mjölkvägsdvärg (belägen i Sextans). Liksom Sextans dvärg är UMa-dvärgen sfärisk i form (galaxtyp dSph) och liknar på vissa sätt kulakluster som också finns i samband med stora spiralgalaxier.
Enligt Beth Willman från New York University - huvudutredare för ett team på 15 astronomer som studerar data som återlämnats av Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ”verkar Ursa Major vara gammal och metallfattig, som alla andra kända mjölkväg dvärgarna sfäriska följeslagare. Men det kan vara tio gånger svagare än den svagaste kända Vintergattsatelliten. Vi håller på att få mer detaljerade observationer som ger en mer detaljerad bild av UMas egenskaper, som vi sedan kommer att jämföra med de andra kända satelliterna.
Beth fortsätter med att förklara, ”UMa upptäcktes som en del av en systematisk undersökning för följer med Vintergatan. Det upptäcktes som en svag statistisk fluktuation i antalet röda stjärnor i den regionen av himlen. ”
Alla galaxer och kulakluster innehåller ett brett urval av stjärntyper i sin makeup. Dessa sträcker sig från unga, massiva, kortlivade, intensivt ljusa blå-jättar, till längre livslängd, blygsamt massiva, mestadels medelålders svagare gula stjärnor som vår sol, till gamla, måttligt ljusa, men enormt svullna röda jättar liknande till Scorpios Antares och Orions Betelguese. När det gäller att hitta dvärggalaxier i närheten - till exempel UMa-dvärgen - är det denna sista grupp stjärnor som är av särskilt intresse. Rödgiganter är tillräckligt ljusa för att detekteras, identifieras spektroskopiskt och räknas med hjälp av automatiserade himmelundersökningsteleskop som SDSS i New Mexico - även från små satellitgalaxer som ligger flera hundratusentals ljusår bort.
När data från SDSS är tillgängliga kan lag som Beth's analysera det för höga koncentrationer av röda jättar i små himmelområden. Deras närvaro kan indikera en opåverkad dvärggalax eller ett globulärt kluster. Spektrografisk information används av lag som Beth's för att filtrera bort svagare - men långt närmare - röda stjärnor i själva Vintergatan. Slutligen kan en mer detaljerad bild av studien göras med hjälp av instrument med högre känslighet vid andra observatorier.
När data visade att en UMa-dvärggalaxi skulle kunna existera, hjälpte den 2,5 meter breda fältkameran på Isaac Newton-teleskopet på Kanarieöarna att avgöra dess allmänna utseende. Bilder från Newton Telescope plus data från SDSS kombinerades för att verifiera studiens karaktär som en sfäroidal galax och inte bara som ett skumt globulärt kluster - som Intergalactic Wanderer (NGC 2419) i Lynx belägen på ett liknande avstånd i rymden.
Även om mindre dvärggalaxier har absoluta storlekar som liknar de ljusaste globulära kluster, ligger en viktig skillnad mellan stora globular och små dvärgar i deras storlek. UMa-dvärgen är ungefär tio gånger så stor som de största kända globulars. Och mycket av dess massa är troligtvis icke-stellar "mörk materia" - medan nästan all massa i ett kulformat kluster är packat i stjärnor. Eftersom det är stort, men inte särskilt lysande, har laget taggat UMa som en dvärggalax.
Ur kosmologiskt perspektiv spelar satellitgalaxer som Ursa Major dSph en viktig roll för att förklara bildandet av stor, mellanliggande och mindre skalstruktur i hela universum. På de största skalorna är spiralkalaxer (som vår Vintergatan och Andromedas stora galax) kända för att bo i utökade grupper av galaxer som kallas grupper och kluster. Vår egen grupp (den lokala gruppen) är liten i massa och omfattning medan dess två största medlemmar, även om de är stora med spiralgalaxstandarder, är ganska blygsamma i jämförelse med de största galaxerna som är kända för astronomer (jätte elliptiska). De allra största galaxbildningarna i universum inkluderar tusentals stora galaxer medan vår egen lokala grupp har flera dussin medlemmar. På de allra minsta skalorna, Vintergatan och dess retinue, som inkluderar de två oregelbundna magelliska molnen plus nu tio dvärgsfäriska, utgör en enda gravitationsbunden kontingent. På grund av detta har astronomer en möjlighet att utforska de minsta möjliga byggstenarna i extragalaktisk struktur.
I sitt papper med titeln "En ny Milky Way Dwarf Galaxy In Ursa Major" fortsätter Beth och hennes team att säga: "UMa upptäcktes mycket nära våra upptäcktsgränser. Många andra dvärgar med egenskaper liknande eller svagare än Ursa Major dSph kan således existera runt Vintergatan ... det är rimligt att förvänta sig att 8-9 ytterligare dvärgar ljusare än våra upptäcktsgränser fortfarande är oupptäckta över hela himlen. Om det är sant skulle det antalet utesluta (galaktisk bildning) modeller som inte förutsäger förekomsten av många ultramarka dvärgar. "
Skrivet av Jeff Barbour
