Subaru-teleskopet identificerer den yderste kant af Mælkevejssystemet

Et team af forskere identificerede den yderste kant af Mælkevejsgalaksen. Ved at bruge Subaru-teleskopet, forskerne undersøgte grænsen for det stjernesystem, der udgør galaksen. Den ultimative størrelse af galaksen er 520, 000 lysår i radius, 20 gange større end afstanden mellem det galaktiske centrum og vores solsystem (26, 000 lysår) (Figur 1). Stjerner, der når disse yderste områder af galaksen under deres orbitale bevægelser, er ældgamle stjernepopulationer med en alder på helt op til 12 milliarder år. Den rumlige udstrækning, hvori disse gamle stjerner vandrer, er, derfor, vigtigt for at forstå Mælkevejens dannelse.

Galaksen har en bredt udvidet halo-komponent, foruden den lyse Mælkevej i form af stjerneskivens komponent. Haloen indeholder omkring 1 milliard gamle stjerner og 150 kuglehobe med alderen så gamle som 12 milliarder år (figur 1). Haloen indeholder således resterne af langlivede stjerner og stjernehobe, der blev dannet i galaksens første fase. Dette tyder på, at galaksen var ret stor i sin begyndelse før den senere dannelse af den yngre, disk komponent.

At undersøge omfanget af denne halo-komponent i galaksen svarer til at identificere den ydre grænse af en skov inde fra skoven og observere træerne. Med andre ord, det er en besværlig opgave. Såkaldte blå horisontale gren (BHB) stjerner samt RR Lyr-variabler er ideelle indikatorer til at spore halo-komponenten. Dette skyldes, at de naturligt er lyse nok til at bestemme afstanden til og fra dem. Imidlertid, galaksen er så stor, at det er umuligt at identificere halo-sporene placeret ved den ydre grænse ved hjælp af 2,5 til fire meter teleskoper.

Holdet af forskere ledet af Tohoku University-studerende Tetsuya Fukushima og hans vejleder Masashi Chiba brugte Hyper Suprime-Cam (HSC) digitalkameraet på Subaru-teleskopet med en diameter på 8,2 meter. Det gjorde dem i stand til at optage fjernbetjening, meget svage gloriesporere i yderkanten af ​​galaksen. Holdet udvalgte omhyggeligt BHB-stjernerne fra det igangværende undersøgelsesprogram (SSP:Subaru Strategic Program) data mod andre forurenende stoffer med lignende farver, såsom såkaldte blå straggler-stjerner, hvide dværge, kvasarer og fjerne galakser.

Ved at bruge data fra HSC-SSP, holdet udledte den rumlige tæthed af BHB-stjernerne over galakse-haloen. Selvom denne tæthed generelt falder, jo længere du kommer fra det galaktiske centrum, holdet opdagede et kraftigt fald i massefylde omkring 520, 000 lysår væk fra det galaktiske centrum. Dermed, holdet havde endelig observeret den yderste kant af galaksen. Dette er omkring 20 gange større end afstanden mellem vores solsystem og galaksecentret.

For 12 milliarder år siden, successiv sammensmeltning af små galakser indespærret af mørkt stof-haloer fandt sted. Nøglen til at forstå dette er at måle fordelingen af ​​halokomponenten for at fastslå volumenet. Denne sammensmeltningsproces er forskellig fra galakse til galakse. Vores nabo, Andromeda galaksen, rapporteres at have en udvidet halo-komponent så stor som 538, 000 (i det mindste) lysår i radius. Det er, derfor, systematisk større sammenlignet med galakse-haloen. Forskerne planlægger at kortlægge denne ældgamle komponent af galaksen yderligere efter den endelige færdiggørelse af HSC-SSP.