DECam и Gemini South обнаружили три крошечные галактики-"города призраки"- ультраслабые карликовые галактики, находящиеся в области космоса, изолированной от воздействия более крупных объектов

Редкие сверхслабые карликовые галактики, не подверженные влиянию других галактик, свидетельствуют о том, что формирование звёзд давно прекратилось.

Объединив данные, полученные в ходе Legacy Imaging Surveys проекта DESI и с помощью телескопа Gemini South, астрономы исследовали три ультраслабые карликовые галактики, которые находятся в области космоса, изолированной от влияния более крупных объектов. Было обнаружено, что галактики, расположенные в направлении NGC 300, содержат только очень старые звёзды, что подтверждает теорию о том, что события в ранней Вселенной остановили формирование звёзд в самых маленьких галактиках.

Ультраслабые карликовые галактики — самый тусклый тип галактик во Вселенной. Обычно они содержат всего от нескольких сотен до тысячи звёзд — по сравнению с сотнями миллиардов звёзд, из которых состоит Млечный Путь, — и обычно незаметно прячутся среди множества более ярких объектов на небе. По этой причине астрономам раньше удавалось находить их поблизости, в окрестностях нашей собственной галактики Млечный Путь.

Но это создаёт проблему для их изучения: гравитационные силы Млечного Пути и горячая корона могут лишать карликовые галактики газа и препятствовать их естественной эволюции. Кроме того, за пределами Млечного Пути сверхслабые карликовые галактики становятся слишком размытыми и неразличимыми для астрономов и традиционных компьютерных алгоритмов.

Вот почему астроному из Университета Аризоны Дэвиду Сэнду потребовался ручной поиск, чтобы обнаружить три тусклые и сверхтусклые карликовые галактики, расположенные в направлении спиральной галактики NGC 300 и созвездия Скульптор. «Это было во время пандемии», вспоминает Сэнд. «Я смотрел телевизор и пролистывал каталог DESI Legacy Survey, уделяя особое внимание участкам неба, которые, как я знал, раньше не исследовались.Несколько часов случайных поисков, а затем бум! Они просто выскочили. ”

Эти изображения были получены в рамках проекта DECam Legacy Survey (DECaLS), одного из трёх общедоступных проектов, в рамках которых были сделаны снимки 14 000 квадратных градусов неба, чтобы определить цели для текущего исследования Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Исследование DECals проводилось с использованием 570-мегапиксельной камеры Dark Energy Camera (DECam), изготовленной Министерством энергетики США, которая была установлена на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко Национального научного фонда США в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) в Чили в рамках программы NSF NOIRLab.

Галактики Скульптора, как они упоминаются в статье, являются одними из первых сверхтусклых карликовых галактик, обнаруженных в нетронутой, изолированной среде, свободной от влияния Млечного Пути или других крупных структур. Для дальнейшего изучения галактик Сэнд и его команда использовали Южный телескоп Gemini, половину Международной обсерватории Gemini, частично финансируемой NSF и управляемой NSF NOIRLab. Результаты их исследования представлены в статье, а также на пресс-конференции на конференции AAS 245 в Нэшнл-Харбор, штат Мэриленд.

Многообъектный спектрограф Gemini South (GMOS) запечатлел все три галактики в мельчайших подробностях. Анализ данных показал, что они, по-видимому, не содержат газа и состоят только из очень старых звёзд, что позволяет предположить, что их звездообразование прекратилось давным-давно. Это подтверждает существующие теории о том, что сверхслабые карликовые галактики — это звёздные «города-призраки», в которых звездообразование прекратилось в ранней Вселенной.

Это именно то, чего астрономы ожидали бы от таких крошечных объектов. Газ — важнейшее сырьё, необходимое для слияния и запуска термоядерного синтеза новой звезды. Но у сверхслабых карликовых галактик слишком слабая гравитация, чтобы удерживать этот важнейший компонент, и он легко теряется, когда они подвергаются воздействию динамичной Вселенной, частью которой являются.

Но галактики Скульптора находятся далеко от каких-либо более крупных галактик, а значит, их газ не мог быть удалён гигантскими соседями. Альтернативным объяснением является событие, называемое эпохой реионизации — период вскоре после Большого взрыва, когда высокоэнергетические ультрафиолетовые фотоны заполнили космос, потенциально испаряя газ в самых маленьких галактиках. Другая возможность заключается в том, что некоторые из самых ранних звезд в карликовых галактиках превратились в энергичные сверхновые взрывы, выбрасывающие газы со скоростью до 35 миллионов километров в час (около 20 миллионов миль в час) и выталкивающие газ из своих собственных носителей изнутри.

Если причиной является реионизация, то эти галактики откроют нам окно в изучение очень ранней Вселенной. «Мы не знаем, насколько силён или однороден этот эффект реионизации», — объясняет Сэнд. «Возможно, реионизация неравномерна и происходит не везде и не сразу. Мы нашли три такие галактики, но этого недостаточно. Было бы хорошо, если бы их были сотни. Если бы мы знали, какая доля подверглась реионизации, это дало бы нам представление о ранней Вселенной, которое очень трудно получить другими способами.

«Эпоха реионизации потенциально связывает современную структуру всех галактик с самым ранним формированием структуры в космологическом масштабе», — говорит Мартин Стилл, директор программы NSF в Международной обсерватории «Джемини». «Исследования DESI Legacy и детальные последующие наблюдения «Джемини» позволяют учёным проводить экспертизу, чтобы понять природу Вселенной и то, как она эволюционировала до своего нынешнего состояния».

Чтобы ускорить поиск более тусклых карликовых галактик, Сэнд и его команда используют галактики Скульптора для обучения системы искусственного интеллекта, называемой нейронной сетью, чтобы находить больше таких галактик. Есть надежда, что этот инструмент сможет автоматизировать и ускорить процесс поиска, предоставляя астрономам гораздо более обширный набор данных, на основе которых они смогут делать более точные выводы.

Источник: DECaLS/DESI Legacy Imaging Surveys/LBNL/DOE и KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Обработка изображений: Т.А. Ректор (Университет Аляски в Анкоридже/NSF NOIRLab), М. Замани (NSF NOIRLab) и Д. де Мартин (NSF NOIRLab)

Источник: www.astrophoto.by

Комментарии: