Astronomer måler 3D-stjernebevægelser med rekordstor præcision (opdatering)

Et hold astronomer brugte data fra både NASA/ESA Hubble-rumteleskopet og ESA's Gaia-satellit til direkte at måle 3D-bevægelserne af individuelle stjerner i en nærliggende galakse. Den opnåede nøjagtighed er bedre end noget tidligere målt for en galakse ud over Mælkevejen. Bevægelserne giver en felttest af den aktuelt accepterede kosmologiske model og måler også galaksens bane gennem rummet. Resultaterne offentliggøres i Natur astronomi .

Astronomer fra Kapteyn Astronomical Institute og Leiden Observatory, både i Holland, brugt data fra NASA/ESA Hubble-rumteleskopet og ESA's Gaia-rumobservatorium til at måle bevægelserne af stjerner i billedhugger-dværggalaksen. Sculptor Dwarf er en satellitgalakse, der kredser om Mælkevejen, 300.000 lysår væk fra Jorden.

Kun ved at kombinere datasættene fra disse to succesfulde ESA-missioner – produceret med mere end 12 års mellemrum – kunne forskerne direkte måle de nøjagtige 3D-bevægelser af stjerner i billedhuggerdværggalaksen. Det er første gang, det er opnået med en sådan nøjagtighed for en anden galakse end Mælkevejen.

Davide Massari, hovedforfatter af undersøgelsen, beskriver forskningens præcision:"Med den opnåede præcision kan vi måle den årlige bevægelse af en stjerne på himlen, som svarer til mindre end størrelsen af ​​et knappenålshoved på Månen set fra Jorden." Denne form for præcision var kun mulig på grund af begge instrumenters ekstraordinære opløsning og nøjagtighed. Undersøgelsen ville heller ikke have været mulig uden det store tidsinterval mellem de to datasæt, som gør det lettere at bestemme stjernernes bevægelse.

Sculptor Dwarf Galaxy er en dværg sfæroid galakse, som er blandt de mest mørkt stofdominerede objekter i universet. Dette gør dem til ideelle mål til at undersøge egenskaberne af mørkt stof. I særdeleshed, at forstå, hvordan mørkt stof er fordelt i disse dværggalakser, giver astronomer mulighed for at teste gyldigheden af ​​den aktuelt accepterede kosmologiske model. Imidlertid, mørkt stof kan ikke studeres direkte.

"En af de bedste måder at udlede tilstedeværelsen af ​​mørkt stof på er at undersøge, hvordan objekter bevæger sig i det, " forklarer Amina Helmi, medforfatter til avisen. "I tilfælde af dværg sfæroidaler, disse objekter er stjerner."

Den indsamlede information om stjernernes 3D-bevægelse i billedhuggerdværggalaksen kan omsættes direkte til viden om, hvordan dens samlede masse – inklusive mørkt stof – er fordelt. De nye resultater viser, at stjerner i billedhuggerens dværggalakse fortrinsvis bevæger sig på langstrakte radiale baner. Dette indikerer, at tætheden af ​​mørkt stof stiger mod midten i stedet for at flade ud. Disse resultater er i overensstemmelse med den etablerede kosmologiske model og vores nuværende forståelse af mørkt stof, under hensyntagen til kompleksiteten af ​​billedhuggerens stjernepopulationer.

Som en bivirkning af undersøgelsen, holdet præsenterede også en mere præcis bane for billedhuggerdværggalaksen som helhed, da den kredser om Mælkevejen. Deres resultater viser, at den bevæger sig rundt i Mælkevejen i en langstrakt bane med høj hældning, der fører den meget længere væk end tidligere antaget. I øjeblikket, det er næsten på dets nærmeste punkt til Mælkevejen, men dens bane kan tage den så langt som 725.000 lysår væk.

"Med disse banebrydende målinger, vi går ind i en æra, hvor måling af 3D-bevægelser af stjerner i andre galakser bliver rutine og vil være muligt for større stjerneprøver. Dette vil mest være takket være ESA's Gaia-mission, " slutter Massari.