Astronomer opdager en lille dværggalakse, der har langt mere mørkt stof, end vi havde forventet

Fornax dværggalaksen, et eksempel på en dværg sfæroid galakse som Tucana II. (ESO/Digitized Sky Survey 2)

En lille, gammel dværggalakse ved navn Tucana II, der kredser om Mælkevejen, har rummet en stor hemmelighed. Ifølge en ny undersøgelse af stjerner omkring objektet, gravitationsmæssigt bundet til det på store afstande, er dets mørkt stof halo er meget mere massiv, end vi troede.

Faktisk er det helt enormt. Selvom stjernemassen af ​​Tucana II kun er omkring 3.000 gange Solens masse, er dens mørke stof-halo 10 millioner gange Solens masse. Det er omkring tre til fem gange mere massivt end tidligere skøn.

Dette tyder på, at de tidligste galakser i universet kunne have været meget mere massive, end vi vidste.

'Tucana II har meget mere masse, end vi troede, for at binde disse stjerner, der er så langt væk,' sagde astrofysiker Anirudh Chiti fra MIT . 'Det betyder, at andre relikviede første galakser sandsynligvis også har denne slags udvidede glorier.'

Mælkevejen har en hele sværm af ledsagende dværggalakser. Disse er små, svage klynger af stjerner, der er meget lave i metal, hvilket afslører, at de er meget gamle, da det tog noget tid at danne metaller i stjernernes hjerter og forplante sig gennem universet.

Tucana II, der ligger omkring 163.000 lysår fra Jorden, er blandt de mindste. Baseret på metalliciteten af ​​dens stjernepopulation er den også blandt de ældste, med næsten ingen metaller at finde. Chiti og hans team undersøgte disse stjerner i håb om at finde en population af endnu ældre stjerner.

De tog observationer ved hjælp af Australian National University's SkyMapper teleskop og kørte resultaterne gennem en algoritme Chiti designet til at udvælge metalfattige stjerner. Ud over stjernerne i hjertet af Tucana II, opdagede algoritmen ni nye stjerner, på ganske lange afstande.

Data indsamlet af Gaia-satellitten – et ambitiøst projekt til at kortlægge Mælkevejen i tre dimensioner, inklusive stjernernes bevægelser – bekræftede det. Disse stjerner langt fra kernen af ​​dværggalaksen var i kredsløb omkring den, gravitationsbundet.

Alligevel indeholdt galaksens tidligere estimerede egenskaber ikke nok masse til at producere den slags gravitationsstyrke, der ville holde disse fjerne stjerner bundet. Hvilket betød, at der var en masse der, som vi ikke kunne se eller opdage direkte. Hvilket til gengæld betød mørkt stof.

Vi ved ikke, hvad mørkt stof er, men der er en uset masse derude i universet, der er ansvarlig for at skabe al den ekstra tyngdekraft, få galakser til at spinde hurtigere og bøje rumtiden – og der er meget mere af det end normalt stof. Det er mørkt stof, og vi tror, ​​at det er limen, der binder galakser.

'Uden mørkt stof ville galakser bare flyve fra hinanden' sagde Chiti . '[Mørkt stof] er en afgørende ingrediens i at lave en galakse og holde den sammen.'

Baseret på stjernernes positioner og bevægelser, var holdet i stand til at opdatere estimatet for massen af ​​mørkt stof i Tucana II, hvilket i sidste ende ankom i størrelsesordenen 10 millioner solmasser. Dette er det første bevis på, at ultrasvage dværggalakser kan have så meget mørkt stof, og det rejser mange gåder.

'Dette betyder formentlig også, at de tidligste galakser blev dannet i meget større mørkt stof-haloer end tidligere antaget,' sagde astrofysiker Anna Frebel fra MIT. 'Vi har troet, at de første galakser var de mindste, slankeste galakser. Men de kan faktisk have været flere gange større, end vi troede, og alligevel ikke så små«.

Så hvor pokker fik det alt det mørke stof fra? Et fingerpeg om det kunne være i galaksens stjerner. Da holdet studerede data fra Magellan-teleskoperne i Chile, fandt de ud af, at ikke alle stjernerne havde samme metallicitet.

Faktisk var de ret skarpt delt mellem to befolkningsgrupper. Stjernerne i udkanten af ​​Tucana II havde tre gange lavere metallicitet end stjernerne i midten, hvilket tyder på to separate stjernepopulationer. I Mælkevejen kan dette ske, hvis en bestand af stjerner er ankommet andre steder fra, som f.ekskollision med en anden galakse.

Dette er første gang, en sådan kemisk forskel mellem stjerner er blevet set i en gammel galakse, men det er muligt, at årsagerne er de samme: engang var Tucana II ikke én, men to galakser, der smeltede sammen og kombinerede deres mørke stof. haloer.

'Vi ser muligvis den første signatur af galaktisk kannibalisme,' sagde Frebel . 'En galakse kan have spist en af ​​dens lidt mindre, mere primitive naboer, som derefter spildte alle sine stjerner ud i udkanten.'

Hvordan det end skete, viser forskningen, at den udvidede rækkevidde af disse små satellitgalakser nu kan observeres og karakteriseres, hvilket betyder, at andre som Tucana II kunne identificeres. Der er endda to kandidater – de ultrasvage dværggalakser Segue 1 og Bootes I har hver en stjerne i en længere afstand fra den galaktiske kerne.

Holdet planlægger at bruge deres teknikker til at finde flere sådanne stjerner og flere sådanne galakser og studere dem.

'Der er sandsynligvis mange flere systemer, måske dem alle, der har disse stjerner blinkende i deres udkanter,' sagde Frebel .

Forskningen er publiceret i Natur astronomi .

Populære Kategorier: Natur , Miljø , Fysik , Samfund , Ukategoriseret , Forklarer , Sundhed , Tech , Mening , Plads ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.