Niezwykła galaktyka kopalna odkryta na obrzeżach Andromedy – może ujawnić historię wszechświata

تم التقاط الصورة بكاميرا الطاقة المظلمة المصنّعة من وزارة الطاقة الأمريكية على تلسكوب Víctor M. Blanco الذي يبلغ ارتفاعه 4 أمتار في مرصد Cerro Tololo Inter-American (CTIO). تمت معالجة البيانات من خلال خط أنابيب المجتمع الذي يديره مركز علوم المجتمع والبيانات (CSDC) التابع لـ NOIRLab.

Słabe gwiazdy w Pegasus V zostały wykryte w głębszej obserwacji przez astronomów za pomocą większego teleskopu Gemini North Telescope, 8,1-metrowego teleskopu z instrumentem GMOS, co potwierdza, że ​​jest to bardzo słaba galaktyka karłowata na obrzeżach Galaktyki Andromedy. Gemini North na Hawajach to połowa Międzynarodowego Obserwatorium Gemini.

Obserwacje z Gemini wykazały, że galaktyka wydaje się być wyjątkowo uboga w cięższe pierwiastki w porównaniu z podobnymi galaktykami karłowatymi, co oznacza, że ​​jest bardzo stara i prawdopodobnie jest jedną z pierwszych galaktyk kopalnych we wszechświecie.

„Znaleźliśmy bardzo słabą galaktykę, której gwiazdy uformowały się bardzo wcześnie w historii Wszechświata” – skomentowała Michelle Collins, astronom z University of Surrey w Wielkiej Brytanii i główna autorka artykułu zapowiadającego odkrycie. „To odkrycie stanowi pierwszy przypadek odkrycia galaktyki o tak słabym świetle wokół galaktyki Andromedy za pomocą przeglądu astronomicznego, który nie został specjalnie zaprojektowany do tego zadania”.

Niezwykle słaba galaktyka karłowata została odkryta na zewnętrznych obrzeżach Galaktyki Andromedy dzięki bystrym oczom astronoma amatora badającego archiwalne dane z kamery ciemnej energii Departamentu Energii USA na 4-metrowym teleskopie Víctora M. Blanco na Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i przetwarzane przez Community and Data Science Center (CSDC). Kontynuacja przez profesjonalnych astronomów korzystających z Międzynarodowego Obserwatorium Gemini ujawniła, że ​​galaktyka karłowata – Pegasus V – zawiera bardzo niewiele cięższych pierwiastków i prawdopodobnie jest skamieniałością pierwszych galaktyk. Wszystkie trzy zaangażowane placówki to programy NOIRLab NSF. Źródło: Gemini International Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, Podziękowanie: Przetwarzanie obrazu: TA Rector (University of Alaska Anchorage/NOIRLab NSF), M. Zamani (NOIRLab NSF) i D. de Martin (NOIRLab NSF)

Ciemne galaktyki należą do skamieniałości pierwszych galaktyk, które się uformowały, a te galaktyczne pozostałości zawierają wskazówki dotyczące formowania się pierwszych gwiazd. Podczas gdy astronomowie spekulują, że we Wszechświecie roi się od słabych galaktyk, takich jak Pegaz V,^[2] Nie odkryli jeszcze prawie tego, co przewidują ich teorie. Jeśli jest naprawdę mniej słabych galaktyk niż oczekiwano, oznacza to, że istnieje poważny problem ze zrozumieniem przez astronomów kosmologii i Ciemna materia.

Dlatego odkrycie przykładów tych słabych galaktyk jest ważnym przedsięwzięciem, ale także trudnym. Częścią wyzwania jest to, że te słabe galaktyki są niezwykle trudne do zauważenia, ponieważ wyglądają jak zaledwie kilka rozproszonych gwiazd ukrytych na ogromnych obrazach nieba.

„Problem z tymi bardzo słabymi galaktykami polega na tym, że zawierają one tak mało jasnych gwiazd, że normalnie używamy ich do identyfikacji i pomiaru ich odległości” – wyjaśnia Emily Charles, doktorantka z University of Surrey, która również była zaangażowana w badania. . „Zwierciadło Gemini o długości 8,1 metra pozwoliło nam znaleźć słabe, stare gwiazdy, umożliwiając nam zmierzenie odległości do Pegasusa V i ustalenie, że liczba gwiazd jest bardzo stara”.

Silna koncentracja starożytnych gwiazd, którą zespół odkrył w Pegasus V, wskazuje, że obiekt jest prawdopodobnie skamieniałością pierwszych galaktyk. W porównaniu z innymi słabszymi galaktykami wokół Andromedy, Pegasus V wydaje się wyjątkowo stary i pozbawiony minerałów, co wskazuje, że jego formowanie się gwiazd faktycznie zatrzymało się bardzo wcześnie.

„Mamy nadzieję, że dalsze badania właściwości chemicznych Pegasusa V dostarczą wskazówek dotyczących wczesnych okresów formowania się gwiazd we wszechświecie” – podsumował Collins. „Ta maleńka skamieniała galaktyka z wczesnego Wszechświata może pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób powstały galaktyki i czy nasze rozumienie ciemnej materii jest prawidłowe”.

„Publicznie dostępny teleskop Gemini North zapewnia szereg możliwości dla astronomów społeczności” – powiedział Martin Steele, dyrektor programu Gemini w National Science Foundation. „W tym przypadku Gemini wsparła ten międzynarodowy zespół, aby potwierdzić istnienie galaktyki karłowatej, fizycznie łącząc ją z galaktyką Andromedy i identyfikując ubogą w minerały naturę jej wyrafinowanych gromad gwiazd”.

Nadchodzące obiekty astronomiczne mają rzucić więcej światła na słabe galaktyki. Pegasus V był świadkiem czasu w historii wszechświata znanego jako rejonizacja, a inne obiekty z tego okresu będą wkrótce obserwowane. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA. Astronomowie mają również nadzieję odkryć w przyszłości inne słabe galaktyki za pomocą Obserwatorium Vera C. Rubin, programu NSF NOIRLab. Obserwatorium Rubina przeprowadzi bezprecedensowy, dziesięcioletni przegląd nieba optycznego zwany przeglądem Legacy of Space and Time (LSST).

Uwagi

1. Przeprowadzono starożytne badania obrazowania DESI w celu zidentyfikowania celów procesu oprzyrządowania do spektroskopii ciemnej energii (DESI). Badania te obejmują unikalną kombinację trzech projektów, które monitorowały jedną trzecią nocnego nieba: The Inherited Dark Energy Camera Survey (DECaLS), obserwowane przez zbudowaną przez Departament Energii kamerę ciemnej energii (DECam) na Víctorze M. Blanco 4- teleskop metrowy w Obserwatorium Panamerykańskim Cerro Tololo (CTIO) w Chile; Mayall z-band Legacy Survey (MzLS) przez kamerę Mosaic3 na 4-metrowym teleskopie Nicholasa U. Mayalla w Kitt Peak National Observatory (KPNO); Przegląd nieba Beijing-Arizona (BASS) z kamerą Prime 90 na 2,3-metrowym Teleskopie Bocka, który jest własnością i jest zarządzany przez Uniwersytet Arizony i znajduje się w KPNO. CTIO i KPNO to programy partnerskie NSF NOIRLab.
2. Pegasus V został tak nazwany, ponieważ jest piątą galaktyką karłowatą odkrytą w konstelacji Pegaza. Odległość między Pegazem V a galaktyką Andromedy na niebie wynosi około 18,5 stopnia.

więcej informacji

Badania te zostały zaprezentowane w artykule zatytułowanym „Pegasus V – nowo odkryta ultralekka galaktyka karłowata na obrzeżach Andromedy”, która ma pojawić się w Comiesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Odniesienie: „Pegasus V – nowo odkryta ultralekka galaktyka karłowata na obrzeżach Andromedy” Michelle L.M. Collins, Emily J.E. Charles, David Martinez-Delgado, Matteo Monelli, Nuchin Creme, Giuseppe Donatello, Eric J. Tollerud i Walter Buchen , Zgoda, Comiesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
arXiv: 2204.09068

W skład zespołu weszli Michel LM Collins (Wydział Fizyki Uniwersytetu Surrey, Wielka Brytania), Emily GE Charles (Wydział Fizyki Uniwersytetu Surrey, Wielka Brytania), David Martinez-Delgado (Instituto Astrophysica of Andalusia, Hiszpania), Matteo Monelli ( Instituto) de Astrofísica de Canarias (IAC) i Universidad de La Laguna, Hiszpania), Noushin Karim (Wydział Fizyki Uniwersytetu Surrey, Wielka Brytania), Giuseppe Donatiello (UAI – Unione Astrofili Italiani, Włochy), Erik J. Tollerud ( Space Telescope Science Institute, USA), Walter Boschin (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Universidad de La Laguna, Fundación G. Galilei – INAF (Telescopio Nazionale Galileo), Hiszpania).