ESA Gaia kosmoseaparaadi andmeid kammivad astronoomid on avastanud, mida nad kutsuvad kummitusgalaktikaks. Galaktika nimega Antlia 2 (Ant 2) on äärmiselt madala tihedusega kääbusgalaktika, mis tekkis universumi algusaegadel. Ja Linnutee loodejõud on selle massi ära võtnud.
See kummitusgalaktika on kogu aeg varjul olnud. Selle madal tihedus muutis selle tuvastamise raskeks ja nii ka selle asukoht. See on peidetud Linnutee ketta varju taha, alale, mida astronoomid tunnevad kui vältimise tsooni (ZOA.), Kuid see on tohutu: see on sama suur kui suur Magellaanide pilv ja kolmandik Linnutee suurusest .
Rahvusvaheline astronoomide meeskond leidis Ant 2, samal ajal Gaia kosmoselaeva teist andmeväljaannet läbides. Nad otsisid Linnutee lähedal kääbusgalaktikaid, otsides RR Lyrae tähti. RR Lyrae on muutuvad tähed, mida kasutatakse standardküünaldena. Need on vanad, metallivaesed tähed, mida tavaliselt leidub kääbusgalaktikates, nii et kui leiate RR Lyrae tähed, olete tõenäoliselt leidnud kääbusgalaktika.
Mõnes mõttes on Ant 2 nagu teised kääbusgalaktikad. Kõik galaktikad, sealhulgas kääbusgalaktikad nagu see, moodustatakse koos tumeda ainega. Nagu nende nimi selgub, on kääbused väiksemad ja neil on vähem tähti kui teistes galaktikates. Kääbusgalaktikal võib olla ainult sada miljonit tähte, võib-olla isegi mitu miljardit. Neid kääbustab meie oma Linnutee galaktika, millel on 200 kuni 400 miljardit tähte.
„See on galaktika kummitus. Nii hajusaid objekte kui Ant 2 pole lihtsalt varem nähtud. " - Gabriel Torrealba, juhtiv autor.
Kääbusgalaktika tähed erinevad ka teiste galaktikate tähtedest. Kääbusgalaktikad olid ühed esimesed struktuurid, mis universumis tekkisid, seega on nende tähed vanemad ja metallivaesed. Need moodustati esimestel päevadel, enne kui järjestikused tähepõlvkonnad olid universumi metallidega külvanud.
Paljud kääbusgalaktikad alluvad nende lähedal asuvate suuremate galaktikate gravitatsioonilistele loodetele ja Ant 2 pole erand. Sageli nähakse, et neid tõmmatakse suuremate galaktikate poole ja neid koostoimeid nad lahkavad. Selle tulemuseks võib olla galaktikate ühinemine ja see võib juhtuda Ant 2-ga.
Kuid kummitusgalaktika Ant 2 erineb teistest kääbustest. See annab väga vähe valgust. Võrreldes teise Linnutee satelliitgalaktikaga, Suure Magellaani pilvega, on see 10 000 korda hõredam. Sõltuvalt sellest, kuidas te seda vaatate, on see heleduse jaoks liiga suur või liiga suur.
"See on galaktika kummitus," ütles paberi juhtiv autor Gabriel Torrealba. „Objekte, mis on nii hajusad nagu Ant 2, pole lihtsalt varem nähtud. Meie avastus oli võimalik ainult tänu Gaia andmete kvaliteedile. ”
ESA Gaia missioon on koostanud tänaseni rikkaima tähekataloogi, sealhulgas ülitäpse mõõtmise - ligi 1,7 miljardit tähte. See on paljastanud meie koduse galaktika varem nähtamatud üksikasjad ja näidanud, kuidas Linnutee 10 miljardit aastat tagasi teise galaktikaga ühinemisel moodustus. Selle aasta alguses tegi Gaia teine andmeväljaanne kogu maailmas teadlastele kättesaadavaks Linnutee tähtede uued üksikasjad ning see oli olnud aardepositsioon astronoomidele, sealhulgas kummitusgalaktika taga asuvale meeskonnale.
Uuringu taga olnud astronoomide meeskond on pärit Taiwanist, Suurbritanniast, USA-st, Austraaliast ja Saksamaalt. Nad otsisid Gaia teist andmeväljaannet RR Lyrae tähtede kohta, lootes leida rohkem kääbusgalaktikaid. Nendel vanadel tähtedel on hästi mõistetavad heledusimpulssid, mis kestavad pool päeva, seega on neist väga kasu.
“RR Lyrae oli leitud igast teadaolevast kääbussatelliidist, nii et kui leidsime grupi neist, kes istusid Galaktika ketta kohal, polnud me täiesti üllatunud,” ütles kaasautor Vasily Belokurov Cambridge'i astronoomiainstituudist. "Kui aga vaatasime lähemalt nende asukohta taevas, selgus, et leidsime midagi uut, kuna üheski andmebaasis, mida otsisime, ei leitud ühtegi varem tuvastatud objekti."
"Mõtleme, kas see galaktika on vaid jäämäe tipp ja Linnuteed ümbritseb suur arv, peaaegu selle nähtamatute kääbuste populatsioon." - kaasautor Matthew Walker, Carnegie Melloni ülikool.
Meeskond teatas oma kolleegidele Austraalia Anglo-Australian teleskoobis (AAT). Tiheda aja jooksul mõõtsid AAT-i astronoomid kummitusgalaktikas enam kui 100 punase hiiglasliku tähe spektrit. Need spektrid andsid meeskonnale vajaliku kinnituse.
Spektrid näitasid, et kõik tähed liikusid koos. Ant 2 ei jõua kunagi Linnuteele liiga lähedale, viibides alati vähemalt 130 000 valgusaasta kaugusel. Teadlastel õnnestus saada ka galaktika mass, mis oli selle suuruse objekti kohta palju oodatust väiksem.
"Lihtsaim seletus, miks Ant 2-l näib tänapäeval olevat nii vähe massi, on see, et Linnutee galaktikad loodete kaudu võtavad selle laiali," ütles kaasautor Sergei Koposov Carnegie Melloni ülikoolist. „Mis jääb aga seletamatuks, on objekti hiiglaslik suurus. Tavaliselt, kui galaktikad kaotavad Linnutee loodete tõttu massi, nad kahanevad, mitte ei kasva.
Nii et Ant 2 on astronoomide jaoks pisut müsteerium. See on nii väikese massiga toote jaoks väga suur. Massi eemaldamine ei saa kummitusgalaktikat suuremaks muuta; see ei ole loogiline. Massi kaotamise ajal peab selle suurus suurenema veel üks põhjus, kuid seni ei tea seda keegi. Meie praegused galaktikate moodustamise teooriad ei ennusta selliseid objekte nagu Ant 2.
Üks spekulatsioonirida viitab sellele, et Ant 2 sees olev väga jõuline tähtede moodustumine võib põhjustada selle laienemist, kui Linnutee varastab oma massi. Tähetuuled ja supernoova plahvatused võivad kasutamata gaasi minema tõrjuda, nõrgendades galaktikat siduvat gravitatsiooni ja võimaldades laieneda tumeainele, millega see on seotud. Kuid see pole tõestatud.
"Isegi kui tähtede moodustumine võiks ümber kujundada Ant 2 tumeaine jaotuse, nagu see oli kokku pandud, pidi see toimima enneolematu tõhususega," ütles kaasautor Jason Sanders, samuti Cambridge'ist.
Teine spekulatsioonirida hõlmab tumedat ainet ennast, võib-olla teist tüüpi tumedat ainet. Praegune teooria ennustab, et tumeaine on galaktikate keskel tihedalt pakendatud. Kuid Ant 2 hajus, laialivalguv olemus võib tähendada seda, et tööl on selline tumeaine tüüp, mis ei koondu nii hõlpsalt. Nagu meeskond oma artiklis väidab, võib selle tuuma päritolu olla kooskõlas agressiivse tagasisidega või see võib isegi nõuda külma tumeda aine (nt ülikerge bosoni) alternatiive.
"Võrreldes ülejäänud umbes 60 Linnutee satelliidiga on Ant 2 veider pall," ütles kaasautor Matthew Walker, samuti Carnegie Melloni ülikoolist. "Mõtleme, kas see galaktika on vaid jäämäe tipp ja Linnuteed ümbritseb suur arv, peaaegu selle nähtamatute kääbuste populatsioon."
Antidball-kummitusgalaktika nagu Ant 2 leidmine on hämmastav, kuid see polnud täiesti ootamatu. Kuna tuvastusmeetodid on tundlikumaks muutunud, on leitud ka hämaramaid satelliitgalaktikaid. Tõenäoliselt oli vaid aja küsimus, kuni üks siit, ZOA-st leiti. Kuid kas see on ainus, mida me kunagi leiame, või kas oleme tänu Gaia kosmoselaeva võimsusele komistanud esimesena paljudest, on endiselt lahtine küsimus. Mõlemal juhul paneb see astronoomid oma kõige toimivamad teooriad ümber mõtlema.
- Cambridge'i ülikooli pressiteade: "Gaia näeb kõrvalmaja" kummituse "galaktikat"
- Uurimistöö: „Varjatud hiiglane: tohutu galaktilise kääbussatelliidi avastamine Gaia DR2-s”
- ESA Gaia leht
- Vikipeedia: RR Lyrae Stars
