Bevis på påvirkninger, der strukturerede Mælkevejsgalaksen

Et hold fra University of Kentuckys afdeling for fysik og astronomi har observeret beviser for ældgamle påvirkninger, der menes at have formet og struktureret vores Mælkevejsgalakse.

Deborah Ferguson, en 2016 britisk kandidat, er hovedforfatter på et papir, der blev offentliggjort i denne uge i Astrofysisk tidsskrift ( ApJ ). Ferguson udførte forskningen som bachelorstuderende med medforfatterne Susan Gardner, professor i fysik og astronomi ved UK College of Arts and Sciences, og Brian Yanny, en stabsforsker og astrofysiker i Fermilab Center for Particle Astrophysics.

Deres papir, "Melky Way Tomography with K and M Dwarf Stars:the Vertical Structure of the Galactic Disk, " præsenterer observationsbeviser for asymmetriske krusninger i stjerneskiven i vores galakse, som man længe havde troet var glat. Ved hjælp af observationer fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS) teleskopet i New Mexico, Ferguson, Gardner og Yanny analyserede den rumlige fordeling af 3,6 millioner stjerner og fandt krusninger, der bekræfter tidligere medforfatteres arbejde. Disse resultater kan tolkes som bevis på Mælkevejens gamle påvirkninger, som kunne omfatte et nedslag med den massive Skyttens dværggalakse for omkring 0,85 milliarder år siden.

"Disse påvirkninger menes at have været 'arkitekterne' bag Mælkevejens centrale bar og spiralarme, " sagde Gardner. "Ligesom krusningerne på overfladen af ​​en glat sø antyder passeringen af ​​en fjern speedbåd, vi søger efter afvigelser fra de symmetrier, vi ville forvente i stjernernes fordeling, for at finde beviser for gamle nedslag. Vi har fundet omfattende beviser for brud på alle disse symmetrier og bygger således argumentet for den rolle, som gamle påvirkninger spiller i dannelsen af ​​strukturen af ​​vores Mælkevej."

Dette nye papir fortsætter Gardners tidligere undersøgelser med Yanny og andre af brydningen af ​​nord/syd-symmetri i Mælkevejens stjerneskive. Deres tidligere arbejde afslørede en asymmetri, der fremstår som en lodret "krusning" i antallet af stjerner, når man prøver i lodret afstand væk fra centrum af den galaktiske skive. I det nye blad, holdet analyserede den hidtil største prøve, og bekræftede deres tidligere fortolkning af nord/syd-asymmetrien og fandt beviser for symmetribrud i den galaktiske skives plan.

"At have adgang til millioner af stjerner fra SDSS gav os mulighed for at studere galaktisk struktur på en helt ny måde ved at bryde himlen op i mindre områder uden tab af statistik, " sagde Ferguson, som først reproducerede de vertikale asymmetriresultater, Gardner og Yanny fandt i deres tidligere analyse. "Det har været utroligt at se dette projekt udvikle sig, og resultaterne dukke op, mens vi plottede stjernernes tætheder og så spændende mønstre på tværs af fodaftrykket. Efterhånden som flere undersøgelser bliver lavet på dette felt, Jeg er spændt på at se, hvad vi kan lære om strukturen af ​​vores galakse og de kræfter, der var med til at forme den."

Ferguson dimitterede fra Storbritannien sidste år med en grad i fysik. Denne ApJ-opgave er udviklet fra hendes seniorafhandling, hvor hun arbejdede med Gardner. Hun har nu afsluttet sit første år på kandidatskolen ved Georgia Institute of Technology, hvor hun modtog et stipendium til at forfølge en doktorgrad i fysik.

Mens man var i Storbritannien, hun modtog et Singletary Scholarship og et UK Summer Research Grant for at arbejde på dette projekt, og præsenteret på UK Showcase of Undergraduate Scholars.

"Jeg er så heldig ikke kun at have haft muligheden for at lave bachelor-forskning, men at arbejde på et projekt, der i sidste ende førte til at blive offentliggjort, " sagde Ferguson. "Det er meget motiverende at have brugt det meste af min bachelor-karriere på at arbejde på et forskningsprojekt, fordi det gør det klart, hvor nyttig og vigtig fysik er. Mens du tager undervisning, Jeg var i stand til at se på første hånd, hvordan det blev anvendt i forskning. Jeg lærte at programmere under mit første år på gymnasiet hos Paul Laurence Dunbar i Lexington, og det har været fantastisk at anvende disse færdigheder til at analysere en så stor, datasæt fra den virkelige verden."