Nowy przegląd mapuje układy satelitarne galaktyk karłowatych
Odkrycie setek potencjalnych galaktyk karłowatych może rzucić światło na proces formowania się wczesnego Wszechświata.
 |
| Kandydaci na galaktyki satelitarne dla galaktyki karłowatej o nazwie ESO486-G21. Źródło: Laura Hunter |
Zazwyczaj myślimy o satelitach jako o małych obiektach krążących wokół planet lub gwiazd. Jednak w szerszym ujęciu Wszechświata same galaktyki mogą mieć satelity - mniejsze galaktyki związane grawitacją, krążące wokół większego obiektu, niosąc ze sobą gwiazdy, gaz, pył i ciemną materię.
Większość naszej wiedzy o galaktykach satelitarnych pochodzi z badań Drogi Mlecznej i innych, podobnie dużych galaktyk. Jednak nowe badania prowadzone przez astronomów z Dartmouth poszerzają tę wiedzę, badając satelity galaktyk karłowatych - układów o rozmiarach mniejszych niż 1/10 Drogi Mlecznej.
Wieloośrodkowy przegląd, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal, niemal potroiło liczbę galaktyk karłowatych badanych pod kątem obecności satelitów. Zespół badawczy zidentyfikował 355 kandydatów na galaktyki satelitarne, w tym 264, które wcześniej nie zostały udokumentowane. Naukowcy sugerują, że 134 z tych kandydatów z dużym prawdopodobieństwem mogą być galaktykami satelitarnymi.
Badanie tych układów może pomóc nam w odtworzeniu warunków panujących we wczesnym Wszechświecie – powiedziała autorka Burçin Mutlu-Pakdil, adiunkt fizyki i astronomii.
Ten projekt wypełnia istotną lukę, oferując nowe spojrzenie na proces powstawania galaktyk i jego związek z ciemną materią – powiedziała Mutlu-Pakdil. Naszym celem jest zbudowanie statystycznej próby najmniejszych galaktyk we Wszechświecie, ponieważ są one najbardziej zdominowane przez ciemną materię i służą jako czyste laboratoria do zrozumienia jej natury.
Przeglądem kierowała Laura Hunter, doktorantka w grupie badawczej Mutlu-Pakdil i autorka korespondencyjna.
Analizując galaktyki satelitarne krążące wokół galaktyk macierzystych o różnych rozmiarach i w różnych środowiskach, naukowcy dążą do odkrycia, jak warunki zewnętrzne wpływają na formowanie się galaktyk satelitarnych. Na przykład, badania dużych galaktyk wielkości Drogi Mlecznej sugerują, że większe galaktyki zazwyczaj zawierają większą liczbę galaktyk satelitarnych.
Dzięki tym badaniom będziemy mogli sprawdzić, czy te przewidywania sprawdzają się w przypadku znacznie mniejszych galaktyk macierzystych – powiedziała Hunter. Astronomia to dziedzina, w której nie można przeprowadzić eksperymentów; można jedynie obserwować i wykonywać jak najwięcej pomiarów, a następnie poddać te dane symulacji i sprawdzić, czy odtworzy ona obserwacje. Jeśli nie, oznacza to, że coś jest nie tak z naszymi założeniami lub modelem Wszechświata.
Aby poszukiwać karłowatych galaktyk satelitarnych, zespół przeanalizował publicznie dostępne dane obrazowe z przeglądu Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys. Wybrali do zbadania 36 galaktyk macierzystych, które różniły się rozmiarem i bliskością do innych galaktyk, ponieważ czynniki te mogły wpływać na formowanie się galaktyk satelitarnych. Naukowcy zastosowali algorytm do usuwania szumu ze zdjęć, takiego jak jasne źródła światła z innych gwiazd lub galaktyk, oraz do identyfikacji obiektów, które mogły być galaktykami satelitarnymi. Następnie wizualnie zbadali każdą kandydatkę na galaktykę satelitarną, aby wykluczyć te, które były spowodowane defektami obrazu lub słabymi halo świetlnymi wokół jasnych gwiazd lub galaktyk.
Badania te stanowią pierwszy krok w kierunku zrozumienia, czym różnią się galaktyki satelitarne galaktyk karłowatych od galaktyk satelitarnych większych galaktyk macierzystych. Zespół prowadzi obecnie kampanię uzupełniającą, aby potwierdzić, że kandydatki na galaktyki satelitarne rzeczywiście są galaktykami satelitarnymi, a także scharakteryzować ich właściwości, takie jak rozmiar, rozmieszczenie, ilość zawartego w nich gazu i zanieczyszczeń oraz tempo formowania się gwiazd.
Uzyskanie odpowiedzi będzie wymagało ogromnych zasobów i czasu teleskopów, ale wpływ będzie niesamowity, jeśli chodzi o zrozumienie natury ciemnej materii i formowania się galaktyk w najmniejszej skali – powiedziała Mutlu-Pakdil. Każde z nich zawiera w sobie odrobinę wiedzy o fizyce powstawania galaktyk.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
