Ligesom fristende småting, der er gemt i de store udsparinger i ens køleskab, har astronomer, der bruger NASAs Hubble-rumteleskop, bevis for et shell af stjerner, der er tilbage fra en af Mælkevejens måltider. I en undersøgelse, der vises i en kommende udgave af Astrofysisk tidsskrift forskere har afsløret en gruppe stjerner, der bevæger sig sidelæns - en bevægelse, der peger på det faktum, at vores galakse måske har fortæret en anden under dens udvikling.
”Hubbles unikke egenskaber gør det muligt for astronomer at afdække ledetråde til galaksens fjerne fortid. De fjernere områder af galaksen har udviklet sig langsommere end de indre sektioner. Objekter i de ydre regioner bærer stadig underskrifterne af begivenheder, der skete for længe siden, ”sagde Roeland van der Marel fra Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland.
Så nysgerrig som denne skal af stjerner er, de tilbyder endnu mere information ved at afsløre en chance for at studere den mystiske skjulte masse af Mælkevejen - mørk stof. Med mere end hundrede milliarder galakser spredt over universet, hvilket bedre sted at få et nærmere kig på end lige her hjemme? Teamet af astronomer ledet af Alis Deason fra University of California, Santa Cruz, og van der Marel studerede den ydre glorie, en region ca. 80.000 lysår fra vores galakse centrum og identificerede 13 stjerner, som måske er kommet frem i lyset meget begyndelsen af Mælkevejen dannelse.
Hvad er så specielt ved denne gruppe af geriatriske solskin? I dette tilfælde er det deres bevægelse. I stedet for at sejle i en radial bane viser disse ældre stjerner tangential bevægelse - en uventet observation. Normalt rejser halo stjerner mod det galaktiske centrum, kun for at vende tilbage udad. Hvad kan få denne dobbelte håndfuld stjerner til at bevæge sig forskelligt? Forskerteamet spekulerer i, at der kan være en ”overdensitet” af stjerner ved 80.000 lysårsmærket.
Så spændende som disse stjerner er, blev denne mærkelige shell opdaget noget ved et uheld. Deason og hendes team udviste de ydre halo-stjerner fra en syv årig undersøgelse af arkivbilleder taget af Hubble-teleskopet fra Andromeda-galaksen. Mens de kiggede nogle tyve gange længere væk på vores nabolande galakas stjerner, kom disse mærkelige bevægelige stjerner til at lyse som forgrundsobjekter ... objekter, der "rodede" billederne. Mens disse glorie stjerner var dårlige til den pågældende undersøgelse, var de meget gode for Deason og holdet. Det gav dem chancen for at se rigtig godt på bevægelsen fra Mælkevejens halo-stjerner.
Det var dog ikke let at se disse stjerner. Takket være Hubbles utrolige opløsning og lette indsamlingskraft indeholdt hvert billede mere end 100.000 individuelle stjerner. ”Vi skulle på en eller anden måde finde de få stjerner, der faktisk hørte til Mælkevejen glorie,” sagde van der Marel. ”Det var som at finde nåle i en høstak.”
Så hvordan adskilte astronomerne skalstjernerne fra dem, der hørte til de ydre kanter af Andromeda? De første observationer valgte stjernerne ud på baggrund af deres farve, lysstyrke og bevægelse i siden. Takket være parallax ser vores halo stjerner ud til at bevæge sig langt hurtigere, bare fordi de er tættere. Gennem arbejdet med teammedlem Tony Sohn fra STSci blev disse revolutionære stjerner identificeret og målt. Deres tangentielle bevægelse blev observeret og registreret med fem procent præcision. Ikke en hurtig proces, når du overvejer at disse shell-stjerner kun bevæger sig over himlen med en hastighed på cirka en milliarcsekund pr. År!
”Målinger af denne nøjagtighed aktiveres ved en kombination af Hubbles skarpe udsigt, de mange års observationer værd og teleskopets stabilitet. Hubble er placeret i rummiljøet, og det er fri for tyngdekraft, vind, atmosfære og seismiske forstyrrelser, ”sagde van der Marel.
Hvad gør teamet så selvsikkert i deres fund? Som vi ved, har stjerner derhjemme i vores galakas indre glorie stærkt radiale kredsløb. Da der blev foretaget en sammenligning mellem bevægelsen fra de udvendige glorestjerner sidelæns med de indre bevægelser, fandt forskerne lige. I henhold til computersimuleringer af dannelse af galakse skal ydre stjerner fortsat have radial bevægelse, når de bevæger sig udad i glorie, men disse nye fund viser det modsatte. Hvad kan forårsage det? En naturlig forklaring ville være en tiltrædelsesbegivenhed, der involverer en satellitgalakse.
For yderligere at underbygge deres konklusioner sammenlignede teamet deres resultater med data, der blev taget af Sloan Digital Sky Survey, der involverede halo-stjerner. Det var et eureka øjeblik. Observationer taget af SDSS afslørede en højere tæthed af stjerner i omtrent samme afstand som de skal-chokede rejsende. Og Mælkevejen er ikke alene. Andre undersøgelser af halostjerner, der er involveret i både Triangulum og Andromeda, viser et stort antal af halostjerner, der findes til et bestemt punkt - kun for at droppe. Årsagen indså, at dette ikke kun var en underlig tilfældighed. ”Det, der måske sker, er, at stjernerne bevæger sig ganske langsomt, fordi de er på apocentret, det fjerneste punkt i deres bane om navet i vores Mælkevej,” forklarede Deason. ”Afmatningen skaber en stab af stjerner, når de løber rundt i deres sti og rejser tilbage mod galaksen. Så deres ind- og ud- eller radiale bevægelse falder sammenlignet med deres sidelæns eller tangentielle bevægelse. ”
Så spændende som disse fund er, de er ikke nyheder. Shellstjerner er observeret i glorierne fra andre galakser og blev forudsagt at være en del af Mælkevejen. De skulle af naturen have været der - men de var simpelthen for svage og for vidtgående til at gøre astronomer positive til deres tilstedeværelse. Ikke mere. Nu hvor astronomer ved, hvad de skal kigge efter, er de endnu mere ivrige efter at grave i Hubbles arkiver. ”Disse uventede resultater brænder vores interesse i at lede efter flere stjerner for at bekræfte, at dette virkelig sker,” sagde Deason. ”I øjeblikket har vi en ganske lille prøve. Så vi kan virkelig gøre det meget mere robust med at få flere felter med Hubble. ” Andromeda-observationer dækker kun en meget lille "nøglehullesyn" af himlen.
Så hvad er dernæst? Nu kan teamet male et endnu mere fint portræt af Mælkevejens evolutionære historie. Ved at forstå bevægelserne og kredsløbene for "shell" af stjerner i glorie, kan de endda muligvis give os en nøjagtig masse. ”Indtil nu er det, vi har savnet, stjernernes tangentielle bevægelse, som er en nøglekomponent. Den tangentielle bevægelse vil give os mulighed for bedre at måle den samlede massefordeling af galaksen, som er domineret af mørkt stof. Ved at studere massefordelingen kan vi se, om den følger den samme fordeling som forudsagt i teorier om strukturdannelse, ”sagde Deason.
Indtil da vil vi nyde "resterne" ...
Original historiekilde: HubbleSite nyhedsudgivelse.
