Die Untersuchung, die mit einer Kombination aus terrestrischen und Weltraumteleskopen durchgeführt wurde, brachte Schätze von bisher unbekannten Kugelsternhaufen hervor – alte, dichte Haufen von Tausenden von Sternen, die alle gleichzeitig entstanden sind – in den äußeren Regionen der elliptischen Galaxie Centaurus A.
Die Arbeit stellt einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Architektur und kosmologischen Geschichte dieser Galaxie dar und bietet neue Einblicke in die Entstehung von Galaxien im Allgemeinen und die Verteilung der Dunklen Materie im Weltraum.
Kugelhaufen enthalten Hinweise auf die Entwicklung von Galaxien
Allison Hughes, PhD v Universität von Arizona Das Department of Astronomy and Steward Observatory ist der erste Autor eines Peer-Review-Artikels, der die Ergebnisse zusammenfasst und im Juni im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.
Die Studie wurde am Dienstag während einer Pressekonferenz in der Astronomical Society of America vorgestellt. Während das persönliche 239. AAS-Treffen aufgrund von Bedenken hinsichtlich COVID-19 abgesagt wurde, wurden Pressekonferenzen virtuell auf Zoom abgehalten.
Centaurus A, auch bekannt als NGC 5128, ist eine visuell atemberaubende, elliptische Galaxie mit einem relativistischen Jet, der aus einem supermassiven Schwarzen Loch in ihrem Zentrum speit, und spektakulären Strömen verstreuter Sterne, die frühere Kollisionen und Verschmelzungen mit kleineren Galaxien hinterlassen haben, die Centaur A umkreisen.
Centaurus A befindet sich im Sternbild Centaurus, 13 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und ist zu weit entfernt, um es Astronomen zu ermöglichen, einzelne Sterne zu sehen, aber die Haufen können identifiziert und als „fossile Beweise“ für die turbulente Entwicklung der Galaxie verwendet werden.
Hughes und Kollegen stellen einen neuen Katalog von etwa 40.000 Kandidaten für Kugelsternhaufen von Centaur A vor und empfehlen Folgebeobachtungen einer Gruppe von 1.900, die höchstwahrscheinlich echte Kugelsternhaufen sind.
Die Forscher untersuchten die Kandidaten für Kugelsternhaufen mit einem Designradius von etwa 150 Kiloparsec, fast eine halbe Million Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt.
Die Daten kombinieren Beobachtungen aus den folgenden Quellen: Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor or PISCeS; Gaia, Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation; und der NOAO-Quellkatalog, der öffentlich verfügbare Bilder von Teleskopen in beiden Hemisphären kombiniert, die fast den gesamten Himmel abdecken.
Centaurus A war aufgrund seines Reichtums und seiner Nähe zur Erde ein Hauptziel für extragalaktische Kugelsternhaufen, aber die meisten Studien konzentrierten sich auf die inneren 40 Kiloparsec (etwa 130.500 Lichtjahre) der Galaxie, erklärte Hughes, und ließen die äußere Reichweite der Galaxie weitgehend unerforscht.
Durch die Einstufung der Kandidaten nach der Wahrscheinlichkeit, dass es sich um echte Kugelsternhaufen handelt, werden die rund 1.900 mit hoher Wahrscheinlichkeit als solche bestätigt und sollten für eine spätere spektroskopische Bestätigung oberste Priorität haben.
„Wir nutzen den Gaia-Satelliten, der sich hauptsächlich auf Erkundungen in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, konzentriert, auf eine neue Art und Weise, indem wir seine Beobachtungen mit Teleskopen auf der Erde verknüpfen, in diesem Fall dem Magellan-Clay-Teleskop in Chile. und das Anglo-Australian Telescope in Australien.”
Die Struktur von Centaura A sagt Astronomen, dass sie mehrere signifikante Fusionen mit anderen Galaxien durchgemacht hat, was zu ihrem kugelförmigen Erscheinungsbild mit flussähnlichen Regionen führte, die viel mehr Sterne haben als die umliegenden Regionen, sagte Hughes.
Centaurus A, das einer elliptischen Galaxie am nächsten liegende Beispiel, bietet Astronomen die Möglichkeit, eine Galaxie zu untersuchen, die unserer sehr unähnlich ist.
Sowohl die Milchstraße als auch ihr nächster Nachbar, die Andromeda-Galaxie, sind Spiralgalaxien. Spiralgalaxien mit ihrem vertrauten, windradartigen Aussehen mögen wie „typische“ Galaxien aussehen, aber es hat sich gezeigt, dass ihre weniger geordneten elliptischen Verwandten ihnen im Weltraum zahlenmäßig überlegen sind.
„Centaurus A mag wie eine seltsame Abgeschiedenheit erscheinen, aber nur, weil wir nah genug herankommen können, um seine groben Details zu sehen“, sagte Hughes. „Eher als nicht, sind sowohl elliptische als auch Spiralgalaxien wie die Milchstraße komplexer, als wir erkennen, wenn wir etwas tiefer als nur auf die Oberfläche schauen.“
Kugelförmige Cluster dienen als Beweis für Prozesse, die vor langer Zeit stattgefunden haben, sagte Hughes.
„Wenn Sie zum Beispiel eine Reihe dieser Kugelsternhaufen sehen, die alle eine ähnliche Metallizität (chemische Zusammensetzung) haben und sich mit einer ähnlichen radialen Geschwindigkeit bewegen, wissen wir, dass sie von derselben Zwerggalaxie oder einem ähnlichen Objekt stammen müssen, das mit Centaur kollidierte A und befindet sich nun im Assimilationsprozess.“
Sternhaufen entstehen aus dichten Gasregionen in einer interstellaren Umgebung. Fast jede Galaxie hat Kugelsternhaufen, einschließlich der Milchstraße, die etwa 150 hat, aber die meisten Sterne sind nicht in solchen Haufen angeordnet.
Untersuchung von Kugelsternhaufen, Astronomen Laut Hughes kann es Hinweise auf die Galaxie sammeln, die es beherbergt, wie z. B. ihre Masse, ihre Geschichte der Wechselwirkungen mit nahen Galaxien und sogar die Verteilung der Dunklen Materie darin.
„Kugelförmige Haufen sind interessant, weil sie als Indikatoren für Strukturen und Prozesse in anderen Galaxien verwendet werden können, wo wir nicht zwischen einzelnen Sternen unterscheiden können“, sagte Hughes. „Sie halten sich an chemische Signaturen wie die elementare Zusammensetzung ihrer einzelnen Sterne, sodass sie uns etwas über die Umgebung erzählen, in der sie entstanden sind.“
Die Forscher suchten speziell nach Kugelsternhaufen weit entfernt vom Zentrum der Galaxie, da die Substruktur von Centaur A auf eine große, unentdeckte Population solcher Haufen hindeutet, erklärte Hughes.
Frühere Beobachtungen fanden weniger als 600 Haufen in den zentraleren Regionen, aber die äußeren Regionen der Galaxie blieben weitgehend unerforscht.
„Wir haben weiter gesucht und mehr als 100 neue Cluster entdeckt, und höchstwahrscheinlich noch mehr, weil wir die Verarbeitung noch nicht abgeschlossen haben“, sagte Hughes.
„Wir können diese Daten dann nutzen, um die Architektur und Bewegungen dieser Galaxie zu rekonstruieren und auch ihre Masse zu bestimmen. Am Ende können wir alle seine Sterne abziehen und sehen, was übrig bleibt – diese unsichtbare Materie muss ihre dunkle Materie sein.