Galaktisk folketælling afslører oprindelsen af ​​de fleste ekstreme galakser

Astronomer har fundet ud af, at nøglen til at forstå galakser med "ekstrem" størrelse, enten lille eller stor, kan ligge i deres omgivelser. I to relaterede undersøgelser, et internationalt hold fandt ud af, at galakser, der enten er "ultra-kompakte" eller "ultradiffuse" i forhold til normale galakser med sammenlignelig lysstyrke, ser ud til at opholde sig i tætte miljøer, dvs. regioner, der indeholder et stort antal galakser. Dette har fået holdet til at spekulere i, at disse "ekstreme" objekter kunne have startet med at ligne normale galakser, men udviklede sig derefter til at have usædvanlige størrelser gennem interaktioner med andre galakser.

Holdet identificerede både ultrakompakte og ultradiffuse galakser som en del af en hidtil uset optælling af galakser, der bor i den nærliggende Jomfruhob. Undersøgelsen brugte data fra Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS) opnået ved Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) ved hjælp af MegaCam, et bredt felt, optisk kamera. I en afstand af 50 millioner lysår, Jomfruen er den galaksehob, der er nærmest Mælkevejen, og indeholder flere tusinde medlemsgalakser, hvoraf størstedelen er afsløret, for første gang, i NGVS-dataene.

Astronomer opdagede ultrakompakte dværggalakser (UCD'er) for et kvart århundrede siden, og de er de tætteste kendte galakser i universet. Konkurrerende teorier beskriver UCD'er som enten store stjernehobe, eller som resterne af større galakser, der er blevet frataget deres stjernehylster.

"Vi fandt hundredvis af UCD'er i den nærliggende Virgo galaksehob, og i det mindste nogle af dem ser ud til at have startet deres liv som større galakser, " sagde Dr. Chengze Liu fra Shanghai Jiao Tong University, hovedforfatter af den første undersøgelse.

Mens UCD'er i udseende ligner en stor stjernehob, en række UCD'er i denne undersøgelse blev fundet med svage stjernehylstre omkring det centrale, kompakt kerne. Disse hylstre kan være de sidste rester af en galakse, der gradvist er blevet fjernet af gravitationelle tidevandskræfter fra nabogalakser. Derudover UCD'er blev fundet at bebo fortrinsvis de områder af Jomfruhoben med de højeste galaksetætheder. Sammen, disse beviser peger på en miljøfremkaldt transformation som værende ansvarlig for at producere nogle UCD'er.

Ultra-diffuse galakser (UDG'er) er et mysterium i den anden ende af størrelsesspektret. De er meget større, og mere diffust, end typiske galakser med lignende lysstyrke. Nogle teorier tyder på, at UDG'er er massive galakser, hvis gas - brændstoffet til deres stjernedannelse - blev fjernet, før mange stjerner kunne dannes. Andre tyder på, at de engang var normale galakser, der er blevet gjort mere diffuse gennem fusioner og interaktioner.

"Vi fandt ud af, at de ultra-diffuse galakser i Jomfruhoben er mere koncentreret mod den tætte hobekerne, indikerer, at et tæt miljø kan være vigtigt for deres dannelse, " sagde Dr. Sungsoon Lim fra University of Tampa, og hovedforfatteren af ​​den anden undersøgelse. "Mangfoldigheden i deres egenskaber indikerer, at selvom ingen enkelt proces har givet anledning til alle objekter inden for UDG-klassen, i det mindste har nogle UDG'er udseende, der tyder på, at deres diffuse natur skyldes tidevandsinteraktioner eller sammensmeltningen af ​​lavmassegalakser."

Et andet mysterium er, at nogle ultra-diffuse galakser blev fundet at indeholde betydelige populationer af kugleformede stjernehobe. "De intense stjernedannende begivenheder, der er nødvendige for at gøre kuglehobe, gør generelt en galakse mindre, snarere end mere diffust, så det er en interessant udfordring at forstå, hvordan vi får kuglehobe i ultradiffuse galakser, " sagde prof. Eric Peng fra Peking Universitets Kavli Institut for Astronomi og Astrofysik, og medforfatter på begge undersøgelser.

"For at finde galakser, der er virkelig usædvanlige, du skal først forstå egenskaberne ved såkaldte normale galakser, " sagde Dr. Patrick Côté fra National Research Council of Canadas Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center, og en forfatter på begge undersøgelser. "NGVS giver den dybeste, mest komplette kig på hele Jomfruklyngegalaksepopulationen, giver os mulighed for at finde de mest kompakte og mest diffuse galakser, fremme vores forståelse af, hvordan de passer ind i det generelle billede af galaksedannelse."

Disse forskningsresultater er blevet præsenteret i to artikler, der for nylig blev offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift .