Heron-undersøgelse fisker detaljer ud i spøgelsesagtige galakseudkanter

Astronomer har gennemført den hidtil største undersøgelse af de svage udkanter af nærliggende galakser, med succes at teste et billigt system til at udforske disse lokale stjernesystemer. R. Michael Rich fra University of California, Los Angeles ledede et internationalt hold, der udførte en undersøgelse for Haloes and Environments of Nearby Galaxies (HERON)-samarbejdet, udgivet i et blad i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Holdet finder ud af, at diametrene af den galaktiske udkant - haloerne - ser ud til at korrelere med lysstyrken og typen af ​​galakse.

De ydre områder af galakser indeholder gamle stjerner, der er slynget ud i kollisioner med andre galakser, samt stjerner, der var blandt de første, der blev dannet i galaksens historie. At forstå disse områder hjælper med at spore de usynlige mørke stofstrukturer, der er indviklet med de synlige stjerner og gas, der udgør den mest åbenlyse komponent i en galakse.

Til undersøgelsen brugte holdet et dedikeret relativt lille 28-tommer (0,7 m) teleskop baseret i nærheden af ​​Frazier Park, Californien; 119 galakser blev observeret i undersøgelsen, et større datasæt end nogen tidligere undersøgelse af denne type. Billeder blev erhvervet ved hjælp af en CCD-chip (svarende til den, der findes i digitale kameraer), hvor hver pixel på chippen dækker et større område af himlen end et tilsvarende system i større teleskoper. Resultatet var, at i en 1-times eksponering, teleskopet afslører de svage skaller og faner, der blev slynget ud i galaksekollisioner, lige så tydeligt som en sammenlignelig længde eksponering på 3,6 m Canada France Hawaii Telescope, eller en samlet eksponeringstid på 21 timer med et konventionelt amatørteleskop. De samlede omkostninger ved teleskopsystemet er også økonomiske:omkring 150 USD, 000 (£121, 000) eller mindre end 10 % af omkostningerne ved lignende konkurrerende projekter.

"Vi var overraskede over, hvor stærkt et teleskop af så beskeden størrelse kunne være", sagde Rich. "Der vil være mange interessante fisk at fange i denne særlige bugt i det kosmiske hav, tilbyder en potentiel levetid på studier med meget store teleskoper", han tilføjede.

Noah Brosch, en astronom ved Tel Aviv University og et medlem af holdet, leder to yderligere undersøgelser af galakseskiver og galaksegrupper, ved hjælp af et identisk 28-tommer teleskop, der er en del af HERON-samarbejdet, ved Wise Observatory ved Tel Aviv University, nær Mitzpe Ramon, Israel. Brosch siger:"Universet med lav overfladelysstyrke skjuler mange overraskelser blandt galakser, små grupper af galakser, og kæmpe klynger; vi forventer, at vores to teleskoper gør mange opdagelser."

Kode udviklet af Aleksandr Mosenkov fra Det Russiske Videnskabsakademi gjorde det muligt for holdet præcist at måle udstrækningen af ​​galakserne. Holdet fandt ud af, at diameteren af ​​en galakses halo er korreleret med en galakses lysstyrke; de galakser, der er lysere end Mælkevejen (den galakse vi lever i) viser de største haloer, nogle over 600, 000 lysår på tværs - væsentligt større end Mælkevejen og dens satellitter. De største glorier findes i runden, røde galakser kendt som gigantiske elliptiske galakser (et godt eksempel er Messier 87, placeret i Jomfruhoben), der vejer så meget som 1 million millioner sole, men gigantiske glorier kan også findes i galakser som Mælkevejen, der har en skive.

Disse meget svage, fjerne stjerner kan spore omfanget af mørkt stof forbundet med disse galakser, en mulighed, som teamet planlægger at udforske i fremtiden. Holdet havde søgt en forbindelse mellem beviser på en galaksekollision og mængden af ​​stjernedannelse observeret i en galakse, men ingen ses:gammel, røde og døde galakser er lige så tilbøjelige til at have synlige kollisioner som en skivegalakse med et ungdommeligt udbrud af stjernedannelse; i stedet, kollisioner har for det meste fundet sted i en galakse, der er mere lysende end Mælkevejen. "Tidligere ville en undersøgelse som denne undersøge en håndfuld galakser; en prøve af denne størrelse er uden fortilfælde", sagde Mosenkov.

Massen af ​​billeder er offentliggjort i avisen, og viser tidligere ukendte svage forlængelser og svage ledsagergalakser. Blandt overraskelserne er en dværggalakse med en diameter på 50, 000 lysår, kredser om spiralgalaksen NGC 7331. NGC 4762, en rødskivegalakse i Jomfruen-klyngen af ​​galakser ses på kanten, og har svage fremspring, der ændrer sig fuldstændigt ved lave overfladelysstyrkeniveauer, fremstår som en sko. NGC 3628 ser først ud til at ligne Mælkevejen på kanten, men undersøgelsesbillederne viser, at dens flade skive er en lille del af et system, der ligner en hundeknogle forbundet med en lang streamer. Observationerne tyder på, at kollisioner af galakser er allestedsnærværende, og kan skubbe stjerner ud af hundredtusindvis af lysår fra deres oprindelsesgalakse.

Holdet vil placere alle sine videnskabelige billeder i NASA/IPAC Infrared Science Community Archive, herunder nye observationer af yderligere galakser, der ikke er diskuteret i papiret. I alt, det forventes, at data for over 150 galakser vil blive tilgængelige for alle i verden.

Det 0,7 meter lange teleskop, som Rich blev brugt, er designet af James Riffle fra Aguila, Arizona for Astro Works Corporation, men den er ikke længere i produktion. Systemet er nyt ved, at kameraet er placeret i "prime" fokus, foran det primære spejl.