Astronomer opdager en ny fossil galakse begravet dybt inde i Mælkevejen

Forskere, der arbejder med data fra Sloan Digital Sky Surveys' Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), har opdaget en "fossil galakse" gemt i dybet af vores egen Mælkevej.

Dette resultat, offentliggjort i dag i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , kan ryste vores forståelse af, hvordan Mælkevejen voksede til den galakse, vi ser i dag.

Den foreslåede fossile galakse kan have kollideret med Mælkevejen for ti milliarder år siden, da vores galakse stadig var i sin vorden. Astronomer kaldte den Herakles, efter den oldgræske helt, der modtog udødelighedens gave, da Mælkevejen blev skabt.

Resterne af Herakles tegner sig for omkring en tredjedel af Mælkevejens sfæriske glorie. Men hvis stjerner og gas fra Herakles udgør så stor en procentdel af den galaktiske glorie, hvorfor så vi det ikke før? Svaret ligger i dens placering dybt inde i Mælkevejen.

"For at finde en fossil galakse som denne, vi skulle se på den detaljerede kemiske sammensætning og bevægelser af titusindvis af stjerner, " siger Ricardo Schiavon fra Liverpool John Moores University (LJMU) i Storbritannien, et centralt medlem af forskergruppen. "Det er især svært at gøre for stjerner i centrum af Mælkevejen, fordi de er skjult af skyer af interstellart støv. APOGEE lader os trænge gennem det støv og se dybere ind i hjertet af Mælkevejen end nogensinde før."

APOGEE gør dette ved at tage spektre af stjerner i nær-infrarødt lys, i stedet for synligt lys, som bliver skjult af støv. I løbet af dets ti-årige observationsliv, APOGEE har målt spektre for mere end en halv million stjerner over hele Mælkevejen, inklusive dens tidligere støvtilslørede kerne.

Kandidatstuderende Danny Horta fra LJMU, hovedforfatteren af ​​avisen, der annoncerer resultatet, forklarer, "at undersøge et så stort antal stjerner er nødvendigt for at finde usædvanlige stjerner i det tætbefolkede hjerte af Mælkevejen, hvilket er som at finde nåle i en høstak."

For at adskille stjerner, der tilhører Herakles, fra dem fra den oprindelige Mælkevej, holdet gjorde brug af både kemiske sammensætninger og hastigheder af stjerner målt med APOGEE-instrumentet.

"Af de titusindvis af stjerner, vi så på, nogle få hundrede havde slående forskellige kemiske sammensætninger og hastigheder, " sagde Horta. "Disse stjerner er så forskellige, at de kun kunne være kommet fra en anden galakse. Ved at studere dem i detaljer, vi kunne spore den præcise placering og historie af denne fossile galakse."

Fordi galakser er bygget gennem fusioner af mindre galakser over tid, resterne af ældre galakser ses ofte i Mælkevejens ydre glorie, en enorm, men meget sparsom sky af stjerner, der omslutter hovedgalaksen. Men siden vores galakse er bygget op indefra og ud, at finde de tidligste fusioner kræver at se på de mest centrale dele af Mælkevejens glorie, som er begravet dybt inde i skiven og buler.

Stjerner, der oprindeligt tilhørte Herakles, tegner sig for omkring en tredjedel af massen af ​​hele Mælkevejens halo i dag - hvilket betyder, at denne nyopdagede antikke kollision må have været en stor begivenhed i vores galakses historie. Det tyder på, at vores galakse kan være usædvanlig, da de fleste lignende massive spiralgalakser havde meget roligere tidlige liv.

"Som vores kosmiske hjem, Mælkevejen er allerede speciel for os, men denne gamle galakse begravet indeni gør den endnu mere speciel, " siger Schiavon.

Karen Masters, talsmanden for SDSS-IV kommentarer, "APOGEE er en af ​​flagskibsundersøgelserne i den fjerde fase af SDSS, og dette resultat er et eksempel på den fantastiske videnskab, som enhver kan gøre, nu hvor vi næsten har fuldført vores ti år lange mission."

Og denne nye opdagelsestid vil ikke ende med færdiggørelsen af ​​APOGEE-observationer. Den femte fase af SDSS er allerede begyndt at tage data, og dens "Milky Way Mapper" vil bygge videre på APOGEE's succes med at måle spektre for ti gange så mange stjerner i alle dele af Mælkevejen, ved hjælp af nær-infrarødt lys, synligt lys, og nogle gange begge dele.