Naukowcy z przeglądu SAGA zbadali 101 galaktyk o masie Drogi Mlecznej i odkryli, że w naszej galaktyce może być mniej galaktyk satelitarnych, niż oczekiwano.
Badanie podkreśla tłumienie powstawania gwiazd w tych układach satelitarnych i oferuje nowy model przewidywania ewolucji galaktyk. Ponadto zespół dostarczył cenne dane dotyczące przesunięcia ku czerwieni dla 46 000 galaktyk, aby wesprzeć dalsze badania.
Badanie Droga MlecznaWyjątkowość
Czy Galaktyka Drogi Mlecznej, nasz niebiański dom, jest naprawdę wyjątkowa? Ponad dziesięć lat temu zespół naukowców podjął próbę odpowiedzi na to intrygujące pytanie. Uruchomiony w 2013 roku, Badanie satelitów wokół analogów galaktycznych (SAGA). bada systemy galaktyk podobne do naszego. Niedawno w ramach przeglądu SAGA opublikowano trzy nowe artykuły badawcze, oferujące świeże spojrzenie na odrębną naturę Drogi Mlecznej, po kompleksowym spisie 101 systemów satelitarnych podobnych do naszego.
Te „satelity” to mniejsze galaktyki zarówno pod względem masy, jak i rozmiaru, krążące wokół większej galaktyki, zwykle zwanej galaktyką macierzystą. Podobnie jak w przypadku mniejszych satelitów krążących wokół Ziemi, te galaktyki satelitarne są wychwytywane przez przyciąganie grawitacyjne masywnej galaktyki macierzystej i otaczającej ją ciemnej materii. Galaktyka Drogi Mlecznej jest galaktyką macierzystą kilku galaktyk satelitarnych, z których dwie największe to Wielki i Mały Obłok Magellana (LMC i SMC). Chociaż LMC i SMC są widoczne gołym okiem z półkuli południowej, istnieje wiele innych słabszych galaktyk satelitarnych krążących wokół Drogi Mlecznej, które można obserwować jedynie za pomocą dużego teleskopu.
Ambitny cel badania SAGA
Celem przeglądu SAGA jest scharakteryzowanie systemów satelitarnych wokół innych galaktyk macierzystych, które mają masy gwiazd podobne do Drogi Mlecznej. Yao-Yuan Mao, pracownik wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Utah, wraz z Marlą Geha z Uniwersytetu Utah współprowadzi badanie SAGA Survey Uniwersytet Yale’a i Risa Wechsler z Uniwersytetu Stanforda. Mao jest głównym autorem pierwszego z serii trzech artykułów, które zostały zaakceptowane przez Komisję Dziennik astrofizyczny. Ta seria artykułów przedstawia najnowsze ustalenia badania SAGA i udostępnia dane z badania innym badaczom na całym świecie.
Droga Mleczna: odstający obiekt wśród galaktyk?
W pierwszym badaniu prowadzonym przez Mao naukowcy wyróżnili 378 galaktyk satelitarnych zidentyfikowanych w 101 układach mas Drogi Mlecznej. Liczba potwierdzonych satelitów na system wahała się od zera do 13 – w porównaniu z czterema satelitami Drogi Mlecznej. Chociaż liczba galaktyk satelitarnych w Układzie Drogi Mlecznej jest porównywalna z innymi układami masowymi Drogi Mlecznej, „Droga Mleczna wydaje się zawierać mniej satelitów, jeśli weźmie się pod uwagę istnienie LMC” – powiedział Mao. Badanie SAGA wykazało, że systemy z masywnym satelitą, takim jak LMC, mają zazwyczaj większą całkowitą liczbę satelitów, a nasza Droga Mleczna wydaje się być wyjątkiem pod tym względem.
Wyjaśnieniem tej widocznej różnicy między Drogą Mleczną a układami SAGA jest fakt, że Droga Mleczna uzyskała LMC i SMC dopiero całkiem niedawno, w porównaniu z wiekiem Wszechświata. Artykuł SAGA wyjaśnia, że jeśli Galaktyka Drogi Mlecznej jest starszą, nieco mniej masywną gwiazdą z niedawno dodanymi LMC i SMC, można by wówczas spodziewać się mniejszej liczby satelitów w systemie Drogi Mlecznej, nie licząc innych mniejszych satelitów, które mogą być LMC/SMC wprowadzili.
Wynik ten pokazuje, jak ważne jest zrozumienie interakcji między galaktyką macierzystą a galaktykami satelitarnymi, szczególnie przy interpretacji tego, czego dowiadujemy się z obserwacji Drogi Mlecznej. Ekta Patel, a NASA Hubble Postdoctoral Fellow na Uniwersytecie, ale nie będący częścią zespołu SAGA, bada historię orbit satelitów Drogi Mlecznej.
Po zapoznaniu się z wynikami SAGA Patel powiedział: „Chociaż nie możemy jeszcze badać historii orbit satelitów wokół gwiazd SAGA, najnowsza publikacja danych SAGA uwzględnia o dziesięć razy więcej systemów podobnych do Drogi Mlecznej, w których znajduje się towarzysz podobny do LMC, niż poprzednio znany. Ten ogromny postęp zapewnia możliwość porównania ponad 30 ekosystemów galaktyk z naszym własnym i będzie szczególnie przydatny w zrozumieniu wpływu masywnego satelity analogicznego do LMC na systemy, w których się znajdują.”
Powstawanie gwiazd w galaktykach satelitarnych
Drugie badanie SAGA z tej serii, prowadzone przez Geha, ma na celu sprawdzenie, czy te galaktyki satelitarne nadal tworzą gwiazdy. Zrozumienie mechanizmów, które powstrzymują powstawanie gwiazd w tych małych galaktykach, jest ważnym pytaniem w dziedzinie ewolucji galaktyk. Naukowcy odkryli na przykład, że w galaktykach satelitarnych położonych bliżej galaktyki macierzystej prawdopodobieństwo „wygaszenia” lub zahamowania powstawania gwiazd było większe. Sugeruje to, że czynniki środowiskowe pomagają kształtować cykl życia małych galaktyk satelitarnych.
Modelowanie powstawania galaktyk
Trzecie nowe badanie prowadzi Yunchong (Richie) Wang, który uzyskał doktorat u Wechslera. W tym badaniu wykorzystano wyniki przeglądu SAGA do udoskonalenia istniejących teoretycznych modeli powstawania galaktyk. W oparciu o liczbę wygaszonych satelitów w układach mas Drogi Mlecznej model ten przewiduje, że wygaszone galaktyki powinny również istnieć w bardziej odizolowanych środowiskach – prognoza ta powinna być możliwa do sprawdzenia w nadchodzących latach w ramach innych badań astronomicznych, takich jak Dark Energy Spectrscopic Badanie instrumentu.
Cenny wkład w astronomię
Oprócz tych ekscytujących wyników, które poszerzą nasze zrozumienie ewolucji galaktyk, zespół SAGA Survey wnosi także prezent dla społeczności astronomicznej. W ramach tej serii badań zespół SAGA Survey opublikowany nowe pomiary odległości, czyli przesunięcia ku czerwieni, dla około 46 000 galaktyk. „Znalezienie tych galaktyk satelitarnych jest jak znalezienie igły w stogu siana. Musieliśmy zmierzyć przesunięcie ku czerwieni setek galaktyk, aby zidentyfikować tylko jedną galaktykę satelitarną” – powiedział Mao. „Te nowe przesunięcia ku czerwieni galaktyk umożliwią społeczności astronomicznej badanie szerokiego zakresu tematów wykraczających poza galaktyki satelitarne”.
Referencje:
- „Badanie SAGA. III. Spis 101 systemów satelitarnych wokół galaktyk o masie Drogi Mlecznej” autorstwa Yao-Yuan Mao, Marla Geha, Risa H. Wechsler, Yasmeen Asali, Yunchong Wang, Erin Kado-Fong, Nitya Kallivayalil, Ethan O. Nadler, Erik J. Tollerud , Benjamin Weiner, Mithi AC de los Reyes i John F. Wu, Zaakceptowano, Dziennik astrofizyczny.
arXiv:2404.14498 - „Badanie SAGA. IV. Właściwości formowania się gwiazd w 101 układach satelitarnych wokół galaktyk Drogi Mlecznej” autorstwa Marli Geha, Yao-Yuan Mao, Risy H. Wechsler, Yasmeen Asali, Erin Kado-Fong, Nitya Kallivayalil, Ethan O. Nadler, Erik J. Tollerud, Benjamin Weiner, Mithi AC de los Reyes, Yunchong Wang i John F. Wu, zaakceptowali, Dziennik astrofizyczny.
arXiv:2404.14499 - „Badanie SAGA. V. Modelowanie systemów satelitarnych wokół galaktyk o masach Drogi Mlecznej za pomocą zaktualizowanej maszyny wszechświatowej” Yunchong Wang, Ethan O. Nadler, Yao-Yuan Mao, Risa H. Wechsler, Tom Abel, Peter Behroozi, Marla Geha, Yasmeen Asali, Mithi AC de los Reyes, Erin Kado-Fong, Nitya Kallivayalil, Erik J. Tollerud, Benjamin Weiner i John F. Wu, zaakceptowali, Dziennik astrofizyczny.
arXiv:2404.14500
Badanie SAGA zostało częściowo wsparte przez Narodową Fundację Nauki i Fundację Heising-Simons. Inni autorzy tych trzech badań SAGA to Yasmeen Asali, Erin Kado-Fong, Nitya Kallivayalil, Ethan Nadler, Erik Tollerud, Benjamin Weiner, Mia de los Reyes, John F. Wu, Tom Abel i Peter Behroozi.
