Αστέρια του κοχυλιού που έχουν απομείνει από τον Γαλαξία μας ανακαλύφθηκαν σε γαλαξιακό φωτοστέφανο

Όπως οι δελεαστικές μεζέδες που αποθηκεύονται στις απέραντες εσοχές του ψυγείου κάποιου, οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA έχουν στοιχεία για ένα κέλυφος αστεριών που έχει απομείνει από ένα από τα γεύματα του Γαλαξία. Σε μια μελέτη που θα εμφανιστεί σε προσεχές τεύχος τουAstrophysical JournalΟι ερευνητές αποκάλυψαν μια ομάδα αστεριών που κινούνται προς τα πλάγια – μια κίνηση που δείχνει το γεγονός ότι ο γαλαξίας μας μπορεί να κατανάλωσε άλλον κατά την εξέλιξή του.

«Οι μοναδικές δυνατότητες του Hubble επιτρέπουν στους αστρονόμους να αποκαλύψουν στοιχεία για το απομακρυσμένο παρελθόν του γαλαξία. Οι πιο απομακρυσμένες περιοχές του γαλαξία έχουν εξελιχθεί πιο αργά από τα εσωτερικά τμήματα. Τα αντικείμενα στις εξωτερικές περιοχές εξακολουθούν να φέρουν τις υπογραφές γεγονότων που συνέβησαν πριν από πολύ καιρό», δήλωσε ο Roeland van der Marel του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ.

Όσο περίεργο κι αν είναι αυτό το κέλυφος των αστεριών, προσφέρουν ακόμη περισσότερες πληροφορίες αποκαλύπτοντας την ευκαιρία να μελετήσουμε τη μυστηριώδη κρυμμένη μάζα του Γαλαξία μας - τη σκοτεινή ύλη. Με περισσότερους από εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίες απλωμένους στο Σύμπαν, ποιο καλύτερο μέρος για να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά από εδώ στο σπίτι; Η ομάδα των αστρονόμων με επικεφαλής τον Alis Deason του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Santa Cruz, και τον van der Marel μελέτησε το εξωτερικό φωτοστέφανο, μια περιοχή περίπου 80.000 έτη φωτός από το κέντρο του γαλαξία μας, και εντόπισε 13 αστέρια που μπορεί να ήρθαν στο φως στο ίδιο σημείο. αρχή του σχηματισμού του Γαλαξία.

Τι το ιδιαίτερο έχει αυτή η ομάδα γηριατρικών ηλίων; Σε αυτή την περίπτωση, είναι η κίνησή τους. Αντί να ταξιδεύουν σε μια ακτινωτή τροχιά, αυτά τα ηλικιωμένα αστέρια δείχνουν εφαπτομενική κίνηση - μια απροσδόκητη παρατήρηση. Κανονικά τα αστέρια φωτοστέφανου ταξιδεύουν προς το γαλαξιακό κέντρο, για να επιστρέψουν ξανά προς τα έξω. Τι θα μπορούσε να κάνει αυτή τη διπλή χούφτα αστέρια να κινείται διαφορετικά; Η ερευνητική ομάδα εικάζει ότι θα μπορούσε να υπάρχει μια «υπερπυκνότητα» άστρων στα 80.000 έτη φωτός.

Όσο ενδιαφέροντα κι αν είναι αυτά τα αστέρια, αυτό το περίεργο κέλυφος ανακαλύφθηκε κάπως τυχαία. Η Deason και η ομάδα της απέκτησαν τα εξωτερικά αστέρια φωτοστέφανου από μια επταετή μελέτη αρχειακών εικόνων που λήφθηκαν από το τηλεσκόπιο Hubble του γαλαξία της Ανδρομέδας. Ενώ κοιτούσαμε περίπου είκοσι φορές πιο μακριά στα αστέρια του γειτονικού μας γαλαξία, αυτά τα παράξενα κινούμενα αστέρια ήρθαν στο φως ως αντικείμενα στο προσκήνιο… αντικείμενα που «σύμπλεγαν» τις εικόνες. Ενώ αυτά τα αστέρια του φωτοστέφανου ήταν κακά για τη συγκεκριμένη μελέτη, ήταν πολύ καλά για τον Deason και την ομάδα. Τους έδωσε την ευκαιρία να ρίξουν μια πολύ προσεκτική ματιά στην κίνηση των άστρων φωτοστέφανου του Γαλαξία.

Ωστόσο, το να δεις αυτά τα αστέρια δεν ήταν εύκολο. Χάρη στην απίστευτη ανάλυση και τη δύναμη συλλογής φωτός του Hubble, κάθε εικόνα περιείχε περισσότερα από 100.000 μεμονωμένα αστέρια. «Έπρεπε να βρούμε με κάποιο τρόπο αυτά τα λίγα αστέρια που στην πραγματικότητα ανήκαν στο φωτοστέφανο του Γαλαξία μας», είπε ο van der Marel. «Ήταν σαν να βρίσκω βελόνες σε άχυρα».

Πώς λοιπόν οι αστρονόμοι χώρισαν τα αστέρια του κελύφους από αυτά που ανήκαν στις εξωτερικές παρυφές της Ανδρομέδας; Οι αρχικές παρατηρήσεις επέλεξαν τα αστέρια με βάση το χρώμα, τη φωτεινότητα και την πλάγια κίνησή τους. Χάρη στην παράλλαξη, τα φωτοστέφανά μας φαίνονται να κινούνται πολύ πιο γρήγορα απλώς και μόνο επειδή είναι πιο κοντά. Μέσα από το έργο του μέλους της ομάδας Tony Sohn του STSci, αυτά τα επαναστατικά αστέρια αναγνωρίστηκαν και μετρήθηκαν. Η εφαπτομενική τους κίνηση παρατηρήθηκε και καταγράφηκε με ακρίβεια πέντε τοις εκατό. Δεν είναι μια γρήγορη διαδικασία, αν σκεφτεί κανείς ότι αυτά τα αστέρια με κέλυφος κινούνται μόνο στον ουρανό με ρυθμό περίπου ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου ανά έτος!

«Οι μετρήσεις αυτής της ακρίβειας επιτρέπονται από έναν συνδυασμό της καθαρής όψης του Hubble, των πολυετών παρατηρήσεων και της σταθερότητας του τηλεσκοπίου. Το Hubble βρίσκεται στο διαστημικό περιβάλλον και είναι απαλλαγμένο από βαρύτητα, άνεμο, ατμόσφαιρα και σεισμικές διαταραχές», είπε ο van der Marel.

Τι κάνει την ομάδα τόσο σίγουρη για τα ευρήματά της; Όπως γνωρίζουμε, τα αστέρια στο σπίτι στο εσωτερικό φωτοστέφανο του γαλαξία μας έχουν πολύ ακτινικές τροχιές. Όταν έγινε σύγκριση μεταξύ της πλάγιας κίνησης των εξωτερικών άστρων φωτοστέφανου με τις εσωτερικές κινήσεις, οι ερευνητές βρήκαν ισότητα. Σύμφωνα με προσομοιώσεις σε υπολογιστή του σχηματισμού γαλαξιών, τα εξωτερικά αστέρια θα πρέπει να συνεχίσουν να έχουν ακτινική κίνηση καθώς κινούνται προς τα έξω μέσα στο φωτοστέφανο, αλλά αυτά τα νέα ευρήματα αποδεικνύονται το αντίθετο. Τι θα μπορούσε να το προκαλέσει; Μια φυσική εξήγηση θα ήταν ένα συμβάν προσαύξησης που περιλαμβάνει έναν δορυφορικό γαλαξία.

Για να τεκμηριώσει περαιτέρω τα ευρήματά της, η ομάδα συνέκρινε τα αποτελέσματά της με δεδομένα που ελήφθησαν από την Έρευνα Ψηφιακού Ουρανού Sloan που αφορούσε αστέρια φωτοστέφανου. Ήταν μια στιγμή εύρηκα. Οι παρατηρήσεις που έγιναν από το SDSS αποκάλυψαν μεγαλύτερη πυκνότητα αστεριών σε περίπου την ίδια απόσταση με τους σοκαρισμένους από το κέλυφος ταξιδιώτες. Και ο Γαλαξίας δεν είναι μόνος. Άλλες μελέτες για αστέρια φωτοστέφανου που εμπλέκονται τόσο στο Τρίγωνο όσο και στην Ανδρομέδα δείχνουν ότι υπάρχει μεγάλος αριθμός άστρων φωτοστέφανου σε ένα ορισμένο σημείο – μόνο για να πέσει. Ο Deason συνειδητοποίησε ότι αυτό δεν ήταν απλώς μια περίεργη σύμπτωση. «Αυτό που μπορεί να συμβαίνει είναι ότι τα αστέρια κινούνται αρκετά αργά επειδή βρίσκονται στο απόκεντρο, το πιο απομακρυσμένο σημείο στην τροχιά τους γύρω από τον κόμβο του Γαλαξία μας», εξήγησε ο Deason. «Η επιβράδυνση δημιουργεί μια στοίβα από αστέρια καθώς περιστρέφονται στο μονοπάτι τους και ταξιδεύουν πίσω προς τον γαλαξία. Έτσι, η κίνησή τους μέσα και έξω ή η ακτινική κίνησή τους μειώνεται σε σύγκριση με την πλάγια ή την εφαπτομενική κίνησή τους».

Όσο συναρπαστικά κι αν είναι αυτά τα ευρήματα, δεν είναι νέα. Αστέρια από κέλυφος έχουν παρατηρηθεί στα φωτοστέφανα άλλων γαλαξιών και προβλέφθηκε ότι είναι μέρος του Γαλαξία μας. Από τη φύση τους, θα έπρεπε να ήταν εκεί – αλλά ήταν απλώς πολύ αμυδρά και πολύ μακριά για να κάνουν τους αστρονόμους θετικούς για την παρουσία τους. Οχι πια. Τώρα που οι αστρονόμοι ξέρουν τι να ψάξουν, είναι ακόμη πιο ανήσυχοι να ψάξουν στα αρχεία του Hubble. «Αυτά τα απροσδόκητα αποτελέσματα τροφοδοτούν το ενδιαφέρον μας να αναζητήσουμε περισσότερα αστέρια για να επιβεβαιώσουμε ότι αυτό συμβαίνει πραγματικά», είπε ο Deason. «Αυτή τη στιγμή έχουμε ένα πολύ μικρό δείγμα. Έτσι, μπορούμε πραγματικά να το κάνουμε πολύ πιο ισχυρό με την απόκτηση περισσότερων πεδίων με το Hubble». Οι παρατηρήσεις της Ανδρομέδας καλύπτουν μόνο μια πολύ μικρή «όψη κλειδαρότρυπας» του ουρανού.

Λοιπόν τι ακολουθεί? Τώρα η ομάδα μπορεί να ζωγραφίσει ένα ακόμα πιο ωραίο πορτρέτο της εξελικτικής ιστορίας του Γαλαξία. Κατανοώντας τις κινήσεις και τις τροχιές του «κελύφους» των άστρων στο φωτοστέφανο, θα μπορούσαν ακόμη και να μας δώσουν μια ακριβή μάζα. «Μέχρι τώρα, αυτό που μας έλειπε είναι η εφαπτομενική κίνηση των άστρων, η οποία αποτελεί βασικό συστατικό. Η εφαπτομενική κίνηση θα μας επιτρέψει να μετρήσουμε καλύτερα τη συνολική κατανομή μάζας του γαλαξία, στον οποίο κυριαρχεί η σκοτεινή ύλη. Μελετώντας την κατανομή μάζας, μπορούμε να δούμε αν ακολουθεί την ίδια κατανομή όπως προβλεπόταν στις θεωρίες σχηματισμού δομής», είπε ο Deason.

Μέχρι τότε θα απολαμβάνουμε τα «ρέστα»…

Πηγή αρχικής ιστορίας: Δελτίο τύπου HubbleSite .