Et lille hjørne af den massive Andromeda-galakse (M31). Billedkredit: Subaru. Klik for at forstørre.
Den dejlige Andromeda-galakse optrådte som en varm fuzzy klat til de gamle. For moderne astronomer i årtusinder senere syntes det som en fremragende mulighed for bedre at forstå universet. I sidstnævnte henseende er vores nærmeste galaktiske nabo en gave, der fortsætter med at give.
Scott Chapman fra California Institute of Technology og Rodrigo Ibata fra Observatoire Astronomique de Strasbourg i Frankrig har ført et team af astronomer i et projekt for at kortlægge de detaljerede bevægelser af stjerner i udkanten af Andromeda-galaksen. Deres nylige observationer med Keck-teleskoperne viser, at den hårdstyrte dryss af stjerner, der strækker sig udad fra galaksen, faktisk er en del af selve hovedskiven. Dette betyder, at spiralskiven for stjerner i Andromeda er tre gange større i diameter end tidligere anslået.
På det årlige sommermøde i American Astronomical Society i dag vil Chapman skitsere beviset for, at der er en enorm, udvidet stjerneskive, der gør galaksen mere end 220.000 lysår i diameter. Tidligere troede astronomer, der kiggede på det synlige bevis, Andromeda var omkring 70.000 til 80.000 lysår på tværs. Andromeda i sig selv er omkring 2 millioner lysår fra Jorden.
Den nye dimensionelle måling er baseret på bevægelserne fra omkring 3.000 af stjernerne i afstand fra disken, der engang blev antaget at kun være ”haloen” af stjerner i regionen og ikke en del af selve disken. Ved at foretage meget omhyggelige målinger af "radielle hastigheder" kunne forskerne bestemme nøjagtigt, hvordan hver stjerne bevægede sig i forhold til galaksen.
Resultaterne viste, at de afgrænsede stjerner sidder i planet af selve Andromeda-disken og desuden bevæger sig med en hastighed, der viser dem at være i bane rundt om midten af galaksen. I det væsentlige betyder dette, at stjernedisken er langt større end tidligere kendt.
Desuden har forskerne bestemt, at arten af den "inhomogene roterende disk" - med andre ord, den klumpede og uklare ydre frynser på disken viser, at Andromeda må være resultatet af satellitgalakser for længe siden smækket sammen. Hvis det ikke var tilfældet, ville stjernerne være mere jævnt fordelt.
Ibata siger: ”Denne gigantiske diskopdagelse vil være meget svært at forene med computersimuleringer af dannelse af galakser. Du får bare ikke gigantiske roterende diske fra optagelsen af små galaksefragmenter. ”
De aktuelle resultater, som er genstand for to allerede tilgængelige artikler og en tredje, der endnu ikke er offentliggjort, muliggøres af teknologiske fremskridt inden for astrofysik. I dette tilfælde har Keck / DEIMOS-spektrograf med flere objekter, der er fastgjort til Keck II-teleskopet spejlstørrelsen og lysopsamlingskapaciteten til billedstjerner, der er meget svage, såvel som den spektrografiske følsomhed for at opnå meget nøjagtige radiale hastigheder.
En spektrograf er nødvendig for arbejdet, fordi bevægelsen af stjerner i en fjern galakse kun kan opdages inden for rimelige menneskelige tidsspændinger ved at udlede, om stjernen bevæger sig mod os eller væk fra os. Dette kan opnås, fordi lyset kommer mod os i diskrete frekvenser på grund af de elementer, der udgør stjernen.
Hvis stjernen bevæger sig mod os, har lyset en tendens til at klæbe sammen, så at sige, hvilket gør lyset højere i frekvensen og "blåere". Hvis stjernen bevæger sig væk fra os, har lyset mere åndedrætsværelse og bliver lavere i frekvens og "rødere."
Hvis stjerner på den ene side af Andromeda ser ud til at komme mod os, mens stjerner på den modsatte side ser ud til at gå væk fra os, kan det antages, at stjernerne kredser om det centrale objekt.
Den udvidede stjernedisk er uopdaget i fortiden, fordi stjerner, der vises i diskens område, ikke kunne vides at være en del af disken, før deres bevægelser blev beregnet. Derudover ser den inhomogene "fuzz", der udgør den udvidede disk, ikke ud som en disk, men synes snarere at være en fragmenteret, rodet glorie, der er opbygget fra mange tidligere galakser, der styrtede ned i Andromeda, og man antog, at stjerner i dette region ville gå hver som vej.
”At finde alle disse stjerner i en ordnet rotation var den sidste forklaring, som nogen kunne tænke på,” siger Chapman.
På flip side er det en velsignelse at finde ud af, at hovedparten af den komplekse struktur i Andromedas ydre region roterer med disken, til at studere den ægte underliggende stjernehalo i galaksen. Ved hjælp af denne nye information har forskerne været i stand til omhyggeligt at måle de tilfældige bevægelser af stjerner i stjernernes glorie ved at undersøge dens masse og formen for den undvigende mørke stof, der omgiver den.
Selvom hovedarbejdet blev udført på Keck-observatoriet, blev de originale billeder, der udgør muligheden for en udvidet disk, taget med Isaac Newton-teleskopets videfeltkamera. Teleskopet, der ligger på De Kanariske Øer, er beregnet til undersøgelser, og i tilfælde af denne undersøgelse tjente det godt som ledsagerinstrument.
Chapman siger, at der vil blive behov for yderligere arbejde for at afgøre, om den udvidede disk kun er et udgave af Andromeda-galaksen, eller måske er typisk for andre galakser.
Hoveddokumentet, som dagens AAS-nyhedskonference vedrører, vil blive offentliggjort i år i The Astrophysical Journal med titlen "On the Accretion Origin of a Vast Extended Stellar Disk Around the Andromeda Galaxy." Foruden Chapman og Ibata er de andre forfattere Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, University of Sydney; Mike Irwin, Cambridge University; og Nial Tanvir, University of Hertfordshire.
Original kilde: Caltech News Release
