Нова скарбниця кулястих скупчень містить підказки про еволюцію галактик

Дослідження, проведене за допомогою комбінації наземних і космічних телескопів, у зовнішніх областях еліптичної галактики Центавра А виявило скарбницю раніше невідомих кулястих скупчень — старих щільних груп із тисяч зірок, які всі утворилися в один і той же час.

Робота представляє значний прогрес у розумінні архітектури та космологічної історії цієї галактики та пропонує нове розуміння формування галактик загалом та розподілу темної матерії у Всесвіті, розповідають в Аризонському університеті, передають OstanniPodii.com.

Еллісон Хьюз, докторантка кафедри астрономії та Стюардської обсерваторії Аризонського університету, є першим автором рецензованої статті з коротким викладенням отриманих результатів, опублікованої в Astrophysical Journal у червні. Вона представила дослідження під час брифінгу для преси на 239-му засіданні Астрономічного товариства Америки у вівторок.

Центавр A, також відома як NGC 5128, являє собою приголомшливу еліптичну галактику з релятивістським струменем, що вивергається з надмасивної чорної діри в її центрі, і разючими потоками розсіяних зірок, що залишилися після минулих зіткнень і злиттів з меншими галактиками, що обертаються навколо Центавра А. Розташована у сузір’ї Центавра, що знаходиться на відстані 13 мільйонів світлових років від Землі, Центавр A є занадто далекою, щоб астрономи могли бачити окремі зірки, але зоряні скупчення можна ідентифікувати й використовувати як «викопні докази» бурхливої еволюції галактики.

Хьюз та її колеги представили новий каталог з приблизно 40 000 кандидатів у кулясті скупчення в Центаврі А та рекомендацію на подальші спостереження, зосереджені на наборі з 1900 об’єктів, які з найбільшою ймовірністю є справжніми кулястими скупченнями. Дослідники вивчили кандидатів у кулясті скупчення до прогнозованого радіуса приблизно 150 кілопарсек, що складає майже півмільйона світлових років від центру галактики. Дані об’єднують спостереження з таких джерел: Панорамна візуалізація Центавра та Скульптора, або PISCeS; космічна обсерваторія Європейського космічного агентства Gaia, і Каталог джерел NOAO, який поєднує загальнодоступні зображення з телескопів в обох півкулях, що охоплюють майже все небо.

Центавр А був провідною мішенню для досліджень кулястих скупчень поза нашою галактикою через його багатство та близькість до Землі, але більшість досліджень зосереджені на внутрішніх 40 кілопарсеках (близько 130 500 світлових років) галактики, пояснила Хьюз, залишаючи далекі межі галактики майже не вивченими. Складаючи рейтинг кандидатів на основі ймовірності того, що вони є справжніми кулястими скупченнями, команда виявила, що приблизно 1900 мають високу ймовірність бути підтвердженими як такі, та вони мають бути найбільш пріоритетними для подальшого спектроскопічного підтвердження.

«Ми використовуємо супутник Gaia, який здебільшого зосереджений на дослідженнях у нашій галактиці Чумацький Шлях, по-новому, оскільки ми пов’язуємо його спостереження з наземними телескопами, у цьому випадку телескопом Магеллана Клея в Чилі та Англо-Австралійським телескопом в Австралії».

За словами Хьюз, структура галактики Центавр А говорить астрономам, що вона пройшла через кілька великих злиттів з іншими галактиками, що призвело до її кулястого вигляду з регіонами, схожими на річки, які мають набагато більше зірок, ніж навколишні. Як найближчий приклад еліптичної галактики, Центавр А пропонує астрономам можливість вивчати зблизька галактику, яка дуже не схожа на нашу. Чумацький Шлях, як і його найближча сусідка, галактика Андромеди, обидві є спіральними галактиками. Зі своїм звичним, схожим на вертушки зовнішнім виглядом, спіральні галактики можуть здатися «типовою» галактикою, але виявляється, що їх менш впорядковані еліптичні родичі переважають їх за кількістю у космосі.

«Центавр А може здатися дивним виключенням, але це лише тому, що ми можемо підійти достатньо близько, щоб побачити його дрібні деталі», — каже Хьюз. «Швидше за все, як еліптичні, так і спіральні галактики, такі як Чумацький Шлях, більш безладні, ніж ми вважаємо, як тільки ми подивимося трохи глибше, ніж просто на поверхню».

Кулясті скупчення свідчать про процеси, які відбулися давно, зазначила Хьюз.

«Наприклад, якщо ви побачите лінію цих кулястих скупчень, які мають подібну металічність (хімічний склад) і рухаються з однаковою радіальною швидкістю, ми знаємо, що вони мали вийти з тієї ж карликової галактики чи якогось подібного об’єкта, який зіткнувся з Центавром А та зараз знаходиться в процесі асиміляції».

Зоряні скупчення утворюються з щільних ділянок газу в міжзоряному середовищі. Майже в кожній галактиці є кулясті скупчення, включаючи Чумацький Шлях, де їх близько 150, але більшість зірок розташовані не в таких скупченнях. Вивчаючи кулясті скупчення, астрономи можуть збирати підказки про галактику, в якій вони знаходяться, наприклад, її масу, історію взаємодії з сусідніми галактиками та навіть розподіл темної матерії всередині, за словами Хьюз.

«Кулясті скупчення цікаві, оскільки їх можна використовувати як індикатори структур і процесів в інших галактиках, де ми не можемо розрізняти окремі зірки», – сказала Хьюз. «Вони зберігають хімічні ознаки, такі як елементний склад їхніх окремих зірок, тому вони можуть розповісти нам щось про те середовище, в якому вони утворилися».

Дослідники спеціально шукали кулясті скупчення далеко від центру галактики, оскільки субструктура Центавра A натякає на велику, ще невиявлену популяцію таких скупчень, пояснила Хьюз. Попередні спостереження виявили трохи менш як 600 скупчень у більш центральних областях, але зовнішні області галактики залишалися в основному невизначеними.

«Ми заглянули далі та виявили вже понад 100 нових кластерів, і, швидше за все, їх більше, тому що ми навіть не закінчили обробку даних», — зазначила Хьюз.

«Ми можемо використовувати ці дані для реконструкції архітектури та руху в цій галактиці, а також для з’ясування її маси», – каже Хьюз. «З цього ми можемо в кінцевому підсумку відняти всі її зорі й побачити, що залишилося — цією невидимою масою має бути її темна матерія».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.