Andromeda Galaxy taget i ultraviolet. Billedkredit: GALEX Klik for større billede
Astronomer har længe troet, at Andromeda-galaksen havde en anden opvækst end vores egen Mælkevej, men nu ser det ud til, at vi overhovedet ikke er så forskellige. Et internationalt team af forskere har afsluttet en undersøgelse af metalindholdet i Andromedas glorie og fundet, at det er relativt metalfattigt - ligesom Mælkevejen. Hvis begge galakser har den samme mængde metal i deres glorie, betyder det, at de sandsynligvis har udviklet sig på lignende måder; begge kom i gang en halv milliard år efter Big Bang og voksede fra en samling protogalaktiske fragmenter.
I det sidste årti har astronomer troet, at Andromeda-galaksen, vores nærmeste galaktiske nabo, var temmelig anderledes end Mælkevejen. Men en gruppe forskere har bestemt, at de to galakser sandsynligvis er ret ens på den måde, de udviklede sig, i det mindste i løbet af deres første flere milliarder år.
I en kommende udgave af Astrophysical Journal rapporterer Scott Chapman fra California Institute of Technology, Rodrigo Ibata fra Observatoire de Strasbourg, og deres kolleger, at deres detaljerede undersøgelser af bevægelser og metaller fra næsten 10.000 stjerner i Andromeda viser, at galakens stjerne glorie er "metalfattig." I astronomisk parlance betyder det, at stjernerne, der ligger i de ydre grænser af galaksen, stort set mangler i alle de elementer, der er tungere end brint.
Dette er overraskende, siger Chapman, fordi en af de vigtigste forskelle, der menes at eksistere mellem Andromeda og Mælkevejen, var, at førstnævnte stellar-glorie var metalrig og sidstnævnte var metalfattig. Hvis begge galakser er metalfattige, skal de have haft meget lignende udviklinger.
”Sandsynligvis kom begge galakser i gang inden for en halv milliard år efter Big Bang, og i løbet af de næste tre til fire milliarder år byggede begge op på samme måde af protogalaktiske fragmenter, der indeholdt mindre grupper af stjerner, der faldt ned i de to mørke stoffer haloes, ”forklarer Chapman.
Selvom ingen endnu ved, hvad mørkt stof er lavet af, er dets eksistens veletableret på grund af den masse, der skal eksistere i galakser for, at deres stjerner kan kredse om de galaktiske centre, som de gør. De nuværende teorier om galaktisk evolution antager faktisk, at mørke stofbrønde fungerede som en slags "frø" til dagens galakser, med den mørke stof trækker i mindre grupper af stjerner, når de passerede i nærheden. Hvad der mere er, galakser som Andromeda og Mælkevejen har hver formentlig goblet omkring 200 mindre galakser og protogalaktiske fragmenter i løbet af de sidste 12 milliarder år.
Chapman og hans kolleger ankom til konklusionen om den metalfattige Andromeda-glorie ved at få omhyggelige målinger af den hastighed, hvormed de enkelte stjerner kommer direkte mod eller bevæger sig direkte væk fra Jorden. Denne måling kaldes den radiale hastighed og kan bestemmes meget nøjagtigt med spektrografer af vigtige instrumenter, såsom det 10 meter store Keck-II-teleskop, der blev brugt i undersøgelsen.
Af de ca. 10.000 Andromeda-stjerner, som forskerne har opnået radielle hastigheder for, viste sig ca. 1.000 at være stjerner i den gigantiske stjernehalo, der strækker sig udad med mere end 500.000 lysår. På grund af deres mangel på metaller antages disse stjerner at have dannet sig ganske tidligt, på et tidspunkt, hvor den massive mørke stof-glorie havde fanget sine første protogalaktiske fragmenter.
Stjernerne, der dominerer tættere på midten af galaksen, er derimod dem, der senere blev dannet og fusioneret og indeholder tungere elementer på grund af stjernernes evolutionære processer.
Ud over at være metalfattige følger haloens stjerner tilfældige baner og er ikke i rotation. Derimod roterer stjernerne på Andromedas synlige disk med en hastighed på op til 200 kilometer i sekundet.
I følge Ibata kunne undersøgelsen føre til ny indsigt i arten af mørkt stof. ”Dette er første gang, vi har været i stand til at få et panoramaudsigt over stjernernes bevægelser i en galakas glorie,” siger Ibata. "Disse stjerner giver os mulighed for at veje det mørke stof og bestemme, hvordan det falder med afstanden."
Foruden Chapman og Ibata er de andre forfattere Geraint Lewis fra University of Sydney; Annette Ferguson fra University of Edinburgh; Mike Irwin fra Institute of Astronomy i Cambridge, England; Alan McConnachie fra University of Victoria; og Nial Tanvir fra University of Hertfordshire.
Original kilde: Caltech News Release
