Tre dværg sfæroidale galakser fundet at rotere

Et internationalt hold af astrofysikere fra Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), University of La Laguna (ULL) og Space Telescope Science Institute (STScI, U.S.) har opdaget tilstedeværelsen af ​​tværgående rotation (i himlens plan) i tre dværg sfæroidale galakser. Disse er en meget svag type galakse og er ret svære at observere. Disse nye fund hjælper med at spore deres evolutionære historie. Fundet blev gjort ved hjælp af de seneste data fra GAIA-satellitten fra European Space Agency. Resultaterne af undersøgelsen er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Dværggalakser har en særlig interesse for kosmologi. Den kosmologiske standardmodel antyder, at denne type galakse var den første, der blev dannet. De fleste af dem er blevet ødelagt og kannibaliseret af store galakser som Mælkevejen. Imidlertid, dem, der er tilbage, kan studeres og indeholder værdifuld information om det tidlige univers.

En underklasse af dværggalakser er dværg-sfæroidalerne. De er meget diffuse, med lav lysstyrke, og indeholder store andele af mørkt stof med lidt eller ingen gas. Siden deres opdagelse, de er blevet dybt studeret. Imidlertid, deres indre kinematik er stadig lidt kendt, på grund af de tekniske vanskeligheder, der er involveret i en detaljeret undersøgelse af deres mekanik.

Forskellige tidligere undersøgelser har vist, at dværg-sfæroidalerne ikke har mønstre af indre rotation, men at deres stjerner bevæger sig på tilfældige baner overvejende mod og væk fra galaksens centrum. Den anden store underklasse af dværge - de irregulære - har store mængder gas, og har i nogle tilfælde intern rotation. Disse forskelle tyder på en anden oprindelse for de to typer dværge, eller i det mindste en meget anderledes evolutionær historie, hvor interaktioner med store galakser, i vores tilfælde med Mælkevejen, har spillet en afgørende rolle i at eliminere den indre rotation af sfæroidalerne.

For at udføre deres nuværende forskning, holdet af astrofysikere fra IAC og STScI har brugt de seneste data fra ESA's Gaia til at studere den indre kinematik af seks dværg sfæroidale galakser, Mælkevejens satellitter, og har opdaget tilstedeværelsen af ​​tværgående rotation (i himlens plan) i tre af dem:Carina, Fornax, og billedhugger. Dette er de første påvisninger af denne type rotation i dværg sfæroidale galakser, bortset fra Skytten sfæroidal, som er stærkt forvrænget af Mælkevejens gravitationspotentiale, og er derfor ikke repræsentativ for sin type.

"Vigtigheden af ​​dette resultat er, fordi generelt, galaksernes indre kinematik, i dette tilfælde deres rotation, er en vigtig sporer af deres evolutionære historie, og af de forhold, hvorunder systemet blev dannet", forklarer Alberto Manuel Martínez-García, ph.d.-studerende ved IAC og ULL, og første forfatter til artiklen.

"Selvom standardmodellen for kosmologi antager, at dværggalakserne var de første til at danne, det er ikke klart, om de er simple systemer, eller om de, vi observerer, er dannet af agglomeration af andre endnu enklere systemer, mindre og ældre. Tilstedeværelsen af ​​rotation antyder den anden mulighed. Det antyder også en fælles oprindelse for alle dværggalakser, dem, der i øjeblikket er rige på gas (de irregulære) og dem, der ikke er (sfæroidale)", forklarer Andrés del Pino, forsker ved STScI og medforfatter til artiklen.

"Gaia-satellitten har revolutioneret vores viden om Mælkevejen og dens nabolag, giver os meget præcise målinger af positioner og bevægelser af næsten to tusinde millioner stjerner. Selvom dataene fra Gaia hovedsageligt bruges til at studere vores galakse, denne ESA-mission har også åbnet et nyt vindue på undersøgelsen af ​​Mælkevejens satellitgalakser, give specifik adgang til deres interne kinematik", siger Antonio Aparicio, en forsker ved IAC og ULL og en medforfatter til artiklen.

Ikke desto mindre, ifølge forskerne, undersøgelser baseret på Gaia-data medfører mange tekniske vanskeligheder. I første omgang, man skal afgøre, hvilke af stjernerne i databasen, der egentlig tilhører satellitgalakserne, og som til selve Mælkevejen, da sidstnævnte har tendens til at forurene prøven. Problemet er, at selvom de data, der skal analyseres, er begrænset til regionen og vinkelstørrelsen af ​​den sfæroide, der undersøges, som svarer til en fjerdedel af Månens vinkeldiameter, langt størstedelen af ​​de stjerner, der er fundet i dette område, tilhører Mælkevejen og forurener derfor prøven.

Ud over, afstanden mellem de undersøgte sfæroider, hvilket er op til omkring en halv million lysår, og deres stjerners lave iboende lysstyrke, indebære, at målingerne er påvirket af et betydeligt støjniveau. Af alle disse grunde kræver analysen af ​​dataene en grundig filtrering og en dyb analyse af de forskellige observationsparametre for at kunne nå pålidelige konklusioner.