Gaia opdager en spøgelsesgalakse ved siden af

Gaia -satellitten har opdaget en enorm 'spøgelses' -galakse, der lurer i udkanten af ​​Mælkevejen.

Et internationalt team af astronomer, herunder fra University of Cambridge, opdagede det massive objekt, når han trawlede data fra European Space Agency's Gaia -satellit. Objektet, kaldet Antlia 2 (eller Ant 2), har undgået registrering indtil nu takket være dens ekstremt lave densitet samt et perfekt valgt skjulested, bag omklædningen af ​​Mælkevejen. Forskerne har i dag offentliggjort deres resultater online.

Ant 2 er kendt som en dværggalakse. Da strukturer opstod i det tidlige univers, dværge var de første galakser, der blev dannet, og så er de fleste af deres stjerner gamle, lav masse og metalfattig. Men i forhold til de andre kendte dværgsatellitter i vores galakse, Ant 2 er enorm:den er lige så stor som den store magellanske sky (LMC), og en tredjedel på størrelse med selve Mælkevejen.

Det, der gør Ant 2 endnu mere usædvanligt, er, hvor lidt lys det afgiver. Sammenlignet med LMC, en anden satellit af Mælkevejen, Ant 2 er 10, 000 gange svagere. Med andre ord, den er enten alt for stor til sin lysstyrke eller alt for svag til sin størrelse.

"Dette er et spøgelse i en galakse, "sagde Gabriel Torrealba, papirets hovedforfatter. "Objekter så diffuse som Ant 2 er simpelthen ikke set før. Vores opdagelse var kun mulig takket være kvaliteten af ​​Gaia -data."

ESA's Gaia -mission har produceret det hidtil rigeste stjernekatalog, herunder højpræcisionsmålinger af næsten 1,7 milliarder stjerner og afslørende tidligere usete detaljer om vores hjem Galaxy. Tidligere i år, Gaias anden datafrigivelse gjorde nye detaljer om stjerner i Mælkevejen tilgængelige for forskere over hele verden.

Forskerne bag den aktuelle undersøgelse - fra Taiwan, England, USA, Australien og Tyskland - søgte i de nye Gaia -data efter Mælkevejesatellitter ved hjælp af RR Lyrae -stjerner. Disse stjerner er gamle og metalfattige, typisk for dem, der findes i en dværggalakse. RR Lyrae ændrer deres lysstyrke med en periode på en halv dag og kan lokaliseres takket være disse veldefinerede pulser.

"RR Lyrae var fundet i hver kendt dværgsatellit, så da vi fandt en gruppe af dem siddende over den galaktiske skive, vi var ikke helt overraskede, "sagde medforfatter Vasily Belokurov fra Cambridge's Institute of Astronomy." Men da vi kiggede nærmere på deres placering på himlen, viste det sig, at vi fandt noget nyt, da intet tidligere identificeret objekt kom op i nogen af ​​de databaser, vi søgte igennem. "

Teamet kontaktede kolleger ved det anglo-australske teleskop (AAT) i Australien, men da de kontrollerede koordinaterne for Ant 2, de indså, at de havde et begrænset vindue af muligheder for at få opfølgende data. De var i stand til at måle spektrene for mere end 100 røde kæmpestjerner lige før Jordens bevægelse omkring Solen gjorde Ant 2 uobserverbar i flere måneder.

Spektrene gjorde det muligt for holdet at bekræfte, at det spøgelsesagtige objekt, de opdagede, var ægte:alle stjernerne bevægede sig sammen. Ant 2 kommer aldrig for tæt på Mælkevejen, altid bo mindst 40 kiloparsek (ca. 130, 000 lysår) væk. Forskerne var også i stand til at opnå galaksens masse, som var meget lavere end forventet for et objekt af dens størrelse.

"Den enkleste forklaring på, hvorfor Ant 2 ser ud til at have så lidt masse i dag, er, at den bliver adskilt af Mælkevejens galaktiske tidevand, "sagde medforfatter Sergey Koposov fra Carnegie Mellon University." Hvad der stadig er uforklarligt, imidlertid, er objektets kæmpe størrelse. Normalt, som galakser taber masse til Mælkevejens tidevand, de krymper, ikke vokse. "

Hvis det er umuligt at puffe dværgen op ved at fjerne stof fra den, så skulle Ant 2 være blevet født enorm. Holdet har endnu ikke fundet ud af den nøjagtige proces, der gjorde Ant 2 så forlænget. Selvom objekter af denne størrelse og lysstyrke ikke er blevet forudsagt af nuværende modeller for galaksedannelse, for nylig er det blevet spekuleret i, at nogle dværge kunne pustes op ved kraftig stjernedannelse. Stjernevinde og supernovaeksplosioner ville skubbe den ubrugte gas væk, svækkelse af tyngdekraften, der binder galaksen og tillader det mørke stof også at køre udad.

"Selvom stjernedannelse kunne omforme fordelingen af ​​mørkt stof i Ant 2, som den blev sammensat, det må have handlet med en hidtil uset effektivitet, "sagde medforfatter Jason Sanders, også fra Cambridge.

Alternativt kan Ant 2's lave densitet kan betyde, at der er behov for en ændring af egenskaberne for det mørke stof. Den i øjeblikket begunstigede teori forudsiger mørkt stof at pakke tæt i galaksernes centre. I betragtning af hvor fluffet den nye dværg ser ud til at være, en partikel af mørkt stof, der er mindre interesseret i at klynge, kan være påkrævet.

"Sammenlignet med resten af ​​de omkring 60 Mælkevejesatellitter, Ant 2 er en oddball, "sagde medforfatter Matthew Walker, også fra Carnegie Mellon University. "Vi spekulerer på, om denne galakse bare er toppen af ​​et isbjerg, og Mælkevejen er omgivet af en stor bestand af næsten usynlige dværge, der ligner denne. "

Kløften mellem Ant 2 og resten af ​​de galaktiske dværge er så stor, at dette meget vel kan være et tegn på, at der mangler en vigtig fysik i modellerne for dværggalakseformation. At løse Ant 2 -puslespillet kan hjælpe forskere med at forstå, hvordan de første strukturer i det tidlige univers opstod. At finde flere objekter som Ant 2 viser, hvor almindelige sådanne spøgelsesagtige galakser er, og teamet har travlt med at lede efter andre lignende galakser i Gaia -dataene.