Tähtitieteilijät, jotka sekoittavat ESA: n Gaian avaruusaluksen tietoja, ovat löytäneet, mitä he kutsuvat kummitusgalaksiiksi. Antlia 2 (Ant 2) -niminen galaksi on erittäin matalan tiheyden kääpiögalaksi, joka muodostui maailmankaikkeuden alkuaikoina. Ja Linnunradan vuorovesivoimat poistavat sen massasta.
Tämä aavegalaksi on piiloutunut näkyvyyteen koko ajan. Sen matala tiheys vaikeutti havaitsemista, ja samoin sen sijainti. Se on piilotettu Linnunradan levyn verhouksen taakse, alueelle, jonka tähtitieteilijät tunnetaan nimellä "välttämisen alue" (ZOA.), Mutta se on valtava: se on samankokoinen kuin suuri magelaanilainen pilvi ja kolmasosa kuin Linnunradan. .
Kansainvälinen tähtitieteilijäjoukko löysi Ant 2: n käydessään Gaia-avaruusaluksen toista tiedotetta. He etsivät kääpiögalakseja lähellä Linnunrataa etsimällä RR Lyrae-tähtiä. RR Lyrae ovat muuttuvia tähtiä, joita käytetään vakiona kynttilöinä. Ne ovat vanhoja, köyhiä tähtiä, joita esiintyy yleensä kääpiögalakseleissa, joten jos löydät RR Lyrae-tähdet, olet todennäköisesti löytänyt kääpiögalaksin.
Joissakin suhteissa Ant 2 on kuin muut kääpiögalaksit. Kaikki galaksit, mukaan lukien tämän kaltaiset kääpiögalaksit, muodostuvat yhdessä tumman aineen kanssa. Kuten nimensä tekee selväksi, kääpiöt ovat pienempiä ja niissä on vähemmän tähtiä kuin muissa galakseissa. Kääpiögalaksilla voi olla vain sata miljoonaa tähteä, ehkä jopa muutama miljardi. He ovat kääpiöitä omalla Linnunradan galaksillamme, jolla on 200-400 miljardia tähteä.
”Tämä on galaksin haamu. Objekteja, jotka ovat niin hajanaisia kuin Ant 2, ei yksinkertaisesti ole ennen nähty. ” - Gabriel Torrealba, pääkirjailija.
Kääpiögalaktisen tähdet ovat erilaisia kuin myös muiden galaksien tähdet. Kääpiögalaktikot olivat joitain ensimmäisistä rakenteista, jotka muodostuivat maailmankaikkeudessa, joten niiden tähdet ovat vanhempia ja metallivajeita. Ne muodostettiin alkuaikoina, ennen kuin peräkkäiset tähdet sukupolvet olivat siemenneet maailmankaikkeuden metalleilla.
Moniin kääpiögalakseihin kohdistuu lähellä sijaitsevien suurempien galaksien painovoimavuorovesi, ja Ant 2 ei ole poikkeus. Heidät nähdään usein vetävän kohti suurempia galakseja ja näiden vuorovaikutusten repeämiä. Tämä voi johtaa galaksien sulautumiin, ja niin saattaa tapahtua Ant 2: n kanssa.
Mutta haamugalaksi Ant 2 eroaa muista kääpiöistä. Se antaa hyvin vähän valoa. Verrattuna toiseen Linnunradan satelliittigalakseleihin, Suurten Magellanien pilviin, se on 10 000 kertaa heikompi. Riippuen siitä, kuinka katselet sitä, se on joko liian suuri vaaleuteensa tai liian himmeä kooltaan.
"Tämä on galaksin haamu", sanoi lehden pääkirjailija Gabriel Torrealba. ”Objekteja, jotka ovat niin hajanaisia kuin Ant 2, ei yksinkertaisesti ole ennen nähty. Löytömme oli mahdollista vain Gaian tiedon laadun ansiosta. ”
ESA: n Gaia-operaatio on tuottanut tähän mennessä rikkaimman tähtiluettelon, joka sisältää lähes 1,7 miljardin tähden tarkkuuden. Se on paljastanut aikaisemmin näkymättömät yksityiskohdat kodimme galaksistamme ja osoittanut kuinka Linnunrata muodostui sulautuessaan toiseen galaksiin 10 miljardia vuotta sitten. Aiemmin tänä vuonna Gaian toisessa tiedotteessa saatiin uusia tietoja Linnunradan tähtien joukosta tutkijoiden saataville kaikkialla maailmassa, ja se on ollut aarrearkku tähtitieteilijöille, mukaan lukien ryhmä aavegalaksin takana.
Tutkimuksen takana olevien tähtitieteilijöiden ryhmä on kotoisin Taiwanista, Isosta-Britanniasta, Yhdysvalloista, Australiasta ja Saksasta. He etsivät Gaian toista tiedotetta RR Lyrae-tähtiä toivoen löytävänsä enemmän kääpiögalakseja. Nämä vanhat tähdet ovat hyvin ymmärrettyjä kirkkauspulsseja, jotka kestävät puoli päivää, joten ne ovat erittäin hyödyllisiä.
"RR Lyrae oli löydetty jokaisesta tunnetusta kääpiösatelliitista, joten kun löysimme ryhmän heistä istuen galaktisen levyn yläpuolella, emme olleet täysin yllättyneitä", kertoi kirjoittaja Vasily Belokurov Cambridgen tähtitieteen instituutista. "Mutta kun tarkastelimme lähemmäksi heidän sijaintiaan taivaalla, kävi ilmi, että löysimme jotain uutta, koska mikään aiemmin tunnistettu kohde ei esiintynyt yhdessäkään etsimässämme tietokannassa."
"Mietimme, onko tämä galaksi vain jäävuoren huippu, ja Linnunrataa ympäröi suuri joukko lähes näkymättömiä kääpiöitä, jotka ovat samanlaisia kuin tämä." - kirjoittaja Matthew Walker, Carnegie Mellon University.
Ryhmä ilmoitti kollegoilleen Anglo-Australian Telescope (AAT) Australiassa. Tiukassa aikataulussa AAT: n tähtitieteilijät mittasivat yli 100 punaisen jättilähdettä spektrit haamugalaksissa. Nämä spektrit tarjosivat vahvistuksen, jota joukkue tarvitsi.
Spektrit osoittivat, että kaikki tähdet liikkuivat yhdessä. Ant 2 ei koskaan tule liian lähellä Linnunrataa, pysyen ainakin 130 000 valovuoden päässä. Tutkijat pystyivät myös hankkimaan galaksin massan, joka oli paljon pienempi kuin sen koon mukaisella esineellä odotettiin.
"Yksinkertaisin selitys sille, miksi Ant 2: lla näyttää olevan niin vähän massaa, on, että Linnunradan galaktiset vuorovedet erottavat sen", sanoi avustaja Sergey Koposov Carnegie Mellon -yliopistosta. ”Mikä on kuitenkin selittämätöntä, on esineen jättiläinen koko. Normaalisti, kun galaksit menettävät massan Linnunradan vuoroveden suhteen, ne kutistuvat, eivät kasva.
Joten Ant 2 on hiukan mysteeri tähtitieteilijöille. Se on erittäin suuri jokaiselle, jolla on niin pieni massa. Massan poistaminen ei voi suurentaa haamugalaksia; siinä ei ole järkeä. On oltava toinen syy, että sen koko kasvaa, kun taas massa menettää, mutta toistaiseksi kukaan ei tiedä. Nykyiset teoriat galaksien muodostumisesta eivät ennusta esineitä, kuten Ant 2.
Yksi spekulointiviiva viittaa siihen, että Ant 2: n sisällä tapahtuva erittäin voimakas tähtien muodostuminen voi aiheuttaa sen laajenemisen Linnunradan varastessa massaansa. Tähtituulet ja supernoova räjähdykset voivat työntää käyttämättömän kaasun pois, heikentäen galaksia sitovan painovoiman ja antamalla pimeän aineen, johon siihen liittyy, laajentua. Mutta tätä ei ole todistettu.
"Vaikka tähtien muodostuminen olisi voinut muuttaa tumman aineen jakautumista Ant 2: ssa sellaisena kuin se oli koottu, sen on pitänyt toimia ennennäkemättömällä tehokkuudella", sanoi kirjoittaja Jason Sanders myös Cambridgestä.
Toinen spekulointilinja sisältää itse pimeän aineen, ehkä toisen tyyppisen pimeän aineen. Nykyinen teoria ennustaa, että tumma aine pakkautuu tiukasti galaksien keskelle. Mutta Ant 2: n haja, hajautettu luonne saattaa tarkoittaa, että työssä on sellainen pimeän aineen tyyppi, joka ei ryhmitty niin helposti. Kuten ryhmä sanoo paperissaan, "Tämän ytimen alkuperä voi olla yhdenmukainen aggressiivisen palautteen kanssa tai se voi jopa vaatia vaihtoehtoja kylmälle pimeälle aineelle (kuten ultrakevyt bosoni)."
"Verrattuna muihin noin 60 Linnunradan satelliittia, Ant 2 on pariton pallo", sanoi avustaja Matthew Walker, myös Carnegie Mellon Universitystä. "Mietimme, onko tämä galaksi vain jäävuoren huippu, ja Linnunrataa ympäröi suuri joukko lähes näkymättömiä kääpiöitä, jotka ovat samanlaisia kuin tämä."
Ant 2: n kaltaisen pariton haamugalaksin löytäminen on hämmentävää, mutta se ei ollut täysin odottamatonta. Kun havaitsemismenetelmät ovat herkempiä, on löydetty himmeämpiä satelliittigalakseja. Oli todennäköisesti vain ajan kysymys, kunnes yksi löydettiin täältä, ZOA: sta. Mutta onko se ainoa, jota olemme koskaan löytäneet, vai onko kompastu ensimmäiseen monista Gaian avaruusaluksen voiman ansiosta, on edelleen avoin kysymys. Joka tapauksessa se saa astronomit ajattelemaan uudelleen toimivimmat teoriansa.
- Cambridgen yliopiston lehdistötiedote: "Gaia havaitsee vieressä olevan" haamu "galaksin"
- Tutkimuspaperi: ”Piilotettu jättiläinen: valtavan galaktisen kääpiösatelliitin löytäminen Gaia DR2: lla”
- ESA Gaia -sivu
- Wikipedia: RR Lyrae Stars
