Kæmpe stor, galakser med lav overfladelysstyrke

For fyrre år siden, astronomer, der brugte følsomme nye billedteknikker, opdagede en klasse af store, svage galakser, de kaldte galakser med lav overfladelysstyrke. Kæmpe galakser med lav overfladelysstyrke (gLSBG'er) er en delmængde, hvis masser er sammenlignelige med Mælkevejens, men hvis radier er ti gange større, så meget som fire hundrede tusinde lysår. Disse gLSBG'er rejser et problem for astronomer:på trods af at de er massive, galakseskiverne er (kinematisk set) relativt inaktive. Det sædvanlige dannelsesparadigme for højmassegalakser forestiller sig, at de udvikler sig ud af galaksefusioner, en proces, der rører disken op og skal gøre den kinematisk aktiv. I øvrigt, de fleste gLSBG'er findes uden andre galakser i deres nærhed, hvilket tyder på, at kollisioner sandsynligvis ikke var vigtige i deres dannelse.

Spørgsmålet om, hvordan gLSBG'er dannes, er et spørgsmål om aktiv debat. To populære modeller er blevet foreslået. Først og fremmest, det ikke-katastrofale scenarie, langsom gastilvækst på galaksen fører til dens vækst. Alternativt det katastrofale scenarie, en fusionsbegivenhed fandt sted tidligere; den største fordel ved denne model er, at den passer ind i den nuværende galaksedannelsesramme. CfA-astronomen Igor Chilingarian og hans kolleger har gennemført følsomme optiske observationer af syv gLSBG'er, tager spektre på tværs af de fulde diametre af disse svage, kæmpe systemer, og kombinerer deres resultater med optisk arkiv- og radiomåling af atomær brintemission. Deres nye papir er det seneste i en række resultater om gLSBG'er.

Astronomerne brugte det store datasæt til at teste disse to scenarier; de overvejede også en tredje mulighed, hvor galakserne dannes i en usædvanlig overfladisk mørkt stof-halo og dens gravitationspåvirkning. (Alle galakser menes at have mørkt stof-haloer; Mælkevejens glorie indeholder ti gange mere masse, end der er til stede i stjerner.) De konkluderer, at alle tre scenarier ser ud til at fungere, men i forskellige situationer. For det meste af deres prøve, den mest sandsynlige proces var dannelse ved vækst gennem gradvis tilvækst efter indledende galaksedannelse. For resterende gLSBG'er, det store fusionsscenarie forklarede observationerne bedre, selvom de i nogle få tilfælde fandt ud af, at en sparsom mørk stof-glorie også kunne spille en rolle. Forskerne opdagede også, at mindst seks af deres syv gLSBG'er er vært for aktive galaktiske kerner (AGN), deres supermassive sorte huls kerner er dog meget mindre massive end dem i normale galakser med lignende masse, indebærer, at fusioner, selvom de var involveret i at danne gLSBG'er, må have været forholdsvis beskeden.