Fördelning av stjärnor i galaktisk följeslagare. Bildkredit: PSU. Klicka för att förstora.
Ett team av forskare från Sloan Digital Sky Survey (SDSS), inklusive en Penn State astrofysiker, har upptäckt en följeslagare till Vintergalaxen som är så stor att den tidigare inte kunde upptäckas. Resultatet är ämnet för en presskonferens under mötet med American Astronomical Society som nu äger rum i Washington, D.C.
Studien, ledd av Mario Juric från Princeton och Zeljko Ivezic från University of Washington, hittade en samling stjärnor i stjärnbilden Virgo som täcker nästan 5 000 gånger fullmånens storlek. Penn State professor i astronomi och astrofysik Donald Schneider, en medförfattare för utredningen, är ordförande för SDSS Quasar Science Group och SDSS Scientific Publications Coordinator. "Stjärnklyngen ligger bara 30 000 ljusår från jorden", konstaterade Schneider. ”Det här är samma avstånd från oss som Galactic Center, även om klustret ligger i en annan riktning från centrum. Det är troligt att klustret är resterna av en liten galax som har fångats och störts av tyngdfältet i vår galax. "
Galaxen är en enorm men mycket svag struktur som innehåller hundratusentals stjärnor spridda över ett område som är nästan 5000 gånger storleken på en fullmåne. Även om strukturen ligger väl inom mjölkvägsgalaxens gränser, på ett uppskattat avstånd på 30 000 ljusår från jorden, följer den inte någon av Vintergatan tre huvudkomponenter: en platt platta med stjärnor där solen ligger, en utbuktning av stjärnor i centrum av galaxen, och en utökad, ungefär sfärisk, stjärna gloria. Istället tror upptäckarna att den mest troliga tolkningen av den nya strukturen är en dvärggalax som smälter samman i Vintergatan.
”Några av stjärnorna i denna Milky Way-följeslagare har sett med teleskop i århundraden,” förklarade Princeton University doktorand Mario Juric, som är huvudförfattare till tidskriftartikeln som beskriver vad som kan vara vår närmaste galaktiska granne. ”Men eftersom galaxen är så nära, är dess stjärnor spridda över en enorm himmelsträng, och de brukade alltid gå förlorade i havet av flera många mjölkstjärnor. Denna galax är så stor, vi kunde inte se den förut. "
Upptäckten möjliggjordes av SDSS: s ovanstående djup och fotometriska noggrannhet, som hittills har avbildat ungefär 1/4 av den nordliga himlen. "Vi använde SDSS-data för att mäta avstånd till 48 miljoner stjärnor och bygga en 3D-karta över Vintergatan," förklarade Zeljko Ivezic från University of Washington, en medförfattare till studien. Detaljer om denna "fotometrisk parallax" -metod, som använder färger och synliga ljusstyrkor för stjärnor för att dra slutsatser, förklaras i ett papper med titeln "Milky Way Tomography", överlämnat till The Astrophysical Journal.
"Det är som att titta på Vintergatan med ett par 3D-glasögon," sa Princeton University medförfattare Robert Lupton. "Den här strukturen som tidigare tappades i bakgrunden föll plötsligt i sikte." Det nya resultatet påminner om upptäckten av Skytten dvärg galaxen från 1994 av Rodrigo Ibata och kollaboratörer från Cambridge University. De använde fotografiska bilder av himlen för att identifiera ett överskott av stjärnor på yttersidan av Vintergatan, cirka 75 000 ljusår från jorden. Skytten dvärg upplöses långsamt, släpar efter stjärnor av stjärnor bakom den när den kretsar om Vintergatan och sjunker in i den galaktiska disken.
Under det följande decenniet har en ny generation av himmelundersökningar med stora digitala kameror identifierat många strömmar och klumpar av stjärnor i det yttre mjölkvägen. Vissa av dessa klumpar är förmodligen nya mjölkvägskamrater, medan andra kan vara strimlor av Skytten dvärg eller andra upplösande dvärg galaxer. Tidigare upptäckter av SDSS inkluderar en uppenbar stjärnaring som omger mjölkvägskivan och kan vara resterna av en annan störd galax, och Ursa Major dvärg, den svagaste kända grannen till Vintergatan.
Preliminära bevis för den nya dvärggalaxen, som hittades mot konstellationen Jungfrun, dök upp på kartor över variabla stjärnor av SDSS och genom undersökningen QUEST (ett Yale University / University of Chile-samarbete). "Med så mycket oregelbunden struktur i den yttre galaxen ser det ut som att Vintergatan fortfarande växer genom att kannibalisera mindre galaxer som faller in i den," säger Juric.
En annan grupp av SDSS-astronomer, ledd av Daniel Zucker från Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg och Cambridge Universitys institut för astronomi, har använt SDSS för att hitta de två svagaste kända följeslagare till Andromeda-galaxen, som är den närmaste jätte spiralgalaxen liknande i storlek till Vintergatan. "Dessa nya Andromeda-kamrater, tillsammans med de nya Milky Way-grannarna, antyder att svaga satellitgalaxer kan vara rikligt i den lokala gruppen," sade Zucker.
Medan SDSS ursprungligen utformades för att studera det avlägsna universum, har dess stora område, kartor med hög precision av svaga stjärnor gjort det till ett ovärderligt verktyg för att studera Vintergatan och dess omedelbara grannskap. Den 3D-kartan som skapats av Juric och hans kollaboratörer ger också starka nya begränsningar för formen och omfattningen av Vintergatans disk och stjärnahalo. En annan Princeton doktorand, Nick Bond, använder de subtila rörelserna av stjärnor som upptäckts under SDSS-observationernas 5-åriga spår för att begränsa mängden mörk materia i solområdet. University of Washington doktorand Jillian Meyer kartlägger fördelningen av interstellärt damm noggrant och studerar färgerna på stjärnor som finns i både SDSS och den infraröda 2MASS-undersökningen.
Med utgångspunkt i dessa många framgångar kommer SEGUE-projektet (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration) att använda SDSS-teleskopet, dess 120-megapixel digitala kamera och dess 640 fiber optiska spektrografi för att utföra detaljerade studier av strukturen och kemisk utveckling av Vintergatan. SEGUE är en av tre komponenter i SDSS-II, den treåriga förlängningen av Sloan Survey som kommer att gå igenom mitten av 2008.
Fermilab-forskaren Brian Yanny, en av SEGUE-teamledarna, är upphetsad över möjligheten att undersöka sin precis avslutade första säsong av observationer. "SDSS har redan berättat överraskande saker om Vintergatan, men de mest spännande upptäckterna borde ligga precis framför."
Finansiering för SDSS och SDSS-II har tillhandahållits av Alfred P. Sloan Foundation, de deltagande institutionerna, National Science Foundation, USA: s energidepartement, National Aeronautics and Space Administration, det japanska Monbukagakusho, Max Planck Society, och Higher Education Funding Council för England. SDSS webbplats är http://www.sdss.org/.
SDSS förvaltas av Astrophysical Research Consortium för de deltagande institutionerna, som inkluderar American Museum of Natural History, Astrophysical Institute Potsdam, University of Basel, Cambridge University, Case Western Reserve University, University of Chicago, Drexel University, Fermilab, Institute för avancerad studie, Japan Participation Group, Johns Hopkins University, Joint Institute for Nuclear Astrophysics, Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, den koreanska forskargruppen, den kinesiska vetenskapsakademin (LAMOST), Los Alamos National Laboratory, Max -Planck-Institute for Astronomy (MPA), Max-Planck-Institute for Astrophysics (MPIA), New Mexico State University, Ohio State University, University of Pittsburgh, University of Portsmouth, Princeton University, United States Naval Observatory, och the University of Washington.
Originalkälla: Eberly College News Release
