Er der fundet en ny dværggalakse, der gemmer sig bag Andromeda?

En af astronomiens største udfordringer er at lokalisere objekter i rummet, der er skjult af lyset fra nærliggende, lysere genstande. Ud over at gøre det meget vanskeligt at afbilde planeter udenfor solen, dette problem trænger sig også på undersøgelser af det lokale univers, hvor astronomer ikke er i stand til at opdage dværg og isolerede galakser på grund af alle de lysere, der omgiver dem.

På grund af dette, astronomer er ikke i stand til at lave en fuldstændig opgørelse over små galakser i rumfanget omkring Mælkevejen (også kaldet det lokale volumen). Imidlertid, takket være indsatsen fra en amatørastronom og et internationalt hold af videnskabsmænd, en dværg sfæroid galakse blev for nylig opdaget lurer bag Andromedagalaksen. Opdagelsen af ​​dette objekt, ved navn Donatiello I, kunne hjælpe astronomer med at lære mere om processen med galaksedannelse.

Undersøgelsen, der beskriver disse resultater, dukkede for nylig op i tidsskriftet Astronomi og astrofysik . Forskerholdet blev ledet af David Martínez-Delgado fra Center for Astronomi ved Heidelberg Universitet, og omfattede medlemmer fra Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM) i Teheran, Det Nationale Institut for Astrofysik (INAF), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), det særlige astrofysiske observatorium i Rusland, Nuovo Orione, og flere observatorier og universiteter.

På nuværende tidspunkt den mest almindeligt accepterede kosmologiske model (Lambda-CDM-modellen) forudsiger, at der er et stort antal små mørkt stof-haloer i det lokale volumen, men det er uklart, hvor mange af dem der er forbundet med baryonisk stof (dvs. stjernehobe og dværggalakser). Som sådan, evnen til at lave en fuldstændig opgørelse over dværg og isolerede galakser ville hjælpe med at løse dette spørgsmål og give astronomer mulighed for at lære mere om galaksedannelsens historie.

Som Dr. Martínez-Delgado fortalte Univers i dag via e-mail:

"Der er en uoverensstemmelse mellem det observerede antal lavmassesystemer i den lokale gruppe og dens omgivelser og det forudsagte i kosmologiske simuleringer. En komplet optælling af dværggalakser er nødvendig for at forstå den faktiske oprindelse af dette problem, som f.eks. ingredienserne og antagelserne i beregningen af ​​kosmologiske simuleringer eller manglen på dybe observationer, der er nødvendige for at spore det laveste overfladelysstyrkesystem i lokaluniverset. Optællingen af ​​dværggalakser kan kaste lys over nøglespørgsmål om galaksedannelse og evolution."

Desværre, at oprette en sådan opgørelse giver mange problemer, ikke mindst det faktum, at ingen stor skala, deep imaging undersøgelser har været mulige indtil videre. Hvorimod undersøgelser som Sloan Digital Sky Survey (SDSS) eller PANoramic Survey Telescope And Rapid Response System (PanSTARRs) undersøgelse har været omfattende, de har grænser for overfladelysstyrke (~24,5-25 magn/parcsec²), der er for høje til at detektere svagere genstande.

Et andet problem er grænserne for radioundersøgelser for at opdage disse galakser, som dem, der udføres af Arecibo Legacy Fast Arecibo L-Band Feed Array (ALFALFA) undersøgelsen. Ved at bruge denne metode, astronomer leder efter brintgas i spektralinjerne af fjerne objekter. Men da lav overflade lysstyrke galakser har et ubetydeligt gasindhold, de optræder ikke i sådanne undersøgelser.

Som Martínez-Delgado forklarede, det er derfor den eneste måde at opdage dem på i øjeblikket er gennem ultra-dyb billeddannelse, som er velegnet til amatørastronomer:

"Det er, den eneste måde at finde dem på er ved hjælp af ultra-dyb billeddannelse i store områder af himlen. Amatørteleskoper kan opnå ultra-dyb billeddannelse af nærliggende galakser eller brede himmelfelter med overfladelysstyrke, der når overfladelysstyrkegrænsen på 29 magn/arcsec2 eller dybere. Dette giver ny chance for opdagelse for amatører inden for galakse-evolution, et emne, der ikke var muligt for amatører for et årti siden. Den nye generation af storskalaundersøgelser (f.eks. LSST) vil også have en enorm indvirkning på dette forskningsemne.

Det var en sådan amatørastronom, der var ansvarlig for opdagelsen af ​​dværg-sfæroidgalaksen - en italiensk amatørastronom ved navn Giuseppe Donatiello. Ved hjælp af et 12,7 cm teleskop, Donatiello fangede en mosaik af dybe billeder af Andromeda-galaksen i 2016, hvis formål var at opdage stjernestrømmene, satellitter galakser og diffuse strømme, der for nylig var blevet opdaget omkring Andromeda.

Det var, mens han undersøgte et af disse billeder (den 3. september, 2016), Donatiello bemærkede tilstedeværelsen af ​​et objekt placeret en grad fra stjernen Mirach (beta Andromedae). Dette objekt blev derefter bekræftet af Martínez-Delgado og hans kolleger ved hjælp af arkivbilleder fra SDSS, og ved opfølgende observationer foretaget den 27. november, 2016.

Disse optrådte ved hjælp af 3,58 meter Telescopio Nazionale Galileo (TNG) og 10,4 meter Gran Telescopio Canarias (GTC), som begge er placeret ved IAC's Roque de Los Muchachos -observatoriet på øen La Palma, Spanien.

Dette gjorde det muligt for holdet at bestemme dværggalaksernes afstand fra Jorden, at løse og studere dens stjerner, og bekræfte, at det faktisk var en dværggalakse i nærheden af ​​den lokale gruppe. Denne opdagelse demonstrerede ikke kun effektiviteten af ​​ultradybe undersøgelser udført af amatørastronomer, det har også enorm betydning, når det kommer til studiet af dværggalakser med lav lysstyrke.

"Donatiello I kan være en isoleret galakse, der stoppede sin stjernedannelse for længe siden, " sagde Martínez-Delgado. "Det er svært at forstå, hvilken mekanisme der var ansvarlig for denne slukkede stjernedannelse, når der ikke er interaktion med nogen massiv værtsgalakse, som i tilfældet med Donatiello I."

På grund af denne opdagelse, isolerede dværggalakser kunne tjene som laboratorier til at teste teorier om stjernedannelse i lavmassesystemer. Dette ville være til stor nytte for kosmologer, der udfører simuleringer for bedre at forstå historien om stjernedannelse i de lokale gruppe galakser, som kunne hjælpe med at løse de førnævnte uoverensstemmelser mellem observationsastronomi og kosmologi.

Og som Martínez-Delgado konkluderede, opdagelsen af ​​denne dværggalakse åbner også muligheder for yderligere undersøgelser i regionen:

"Donatiello I kunne være et af de dygtigste medlemmer af en stor befolkning af isolerede, ubundne dværggalakser, der forbliver uopdagede omkring den lokale gruppe. En statistisk sammenligning af disse observationer er ekstremt vigtig for at undersøge forudsigelserne af state-of-the-art kosmologiske simuleringer. Jeg tror, ​​dets opdagelse skal tilskynde til en mere systematisk undersøgelse af denne slags systemer med lav overfladelysstyrke med beskedne instrumenter."

Denne opdagelse er en af ​​mange, der viser, hvordan forbedringer inden for teknologi og datadeling giver mulighed for nye muligheder for amatørastronomer. I dag, personer med eget udstyr, viden og adgang til videnskabelige databaser er i stand til at bidrage til opdagelsesprocessen.

Og med næste generations instrumenter, der ser længere ind i kosmos og mere detaljeret, vi vil sandsynligvis se flere objekter, der tidligere var uopdagelige. Disse og andre opdagelser vil lære os meget om, hvordan vores univers blev til.