Астрономы впервые показали, что даже самые маленькие галактики во Вселенной имеют сложные структуры, которые указывают на сложную историю. Используя телескоп Subaru, группа астрономов из Национальной астрономической обсерватории Японии, Института физики в Литве, Даремского университета, Парижской обсерватории, Киотского университета, Астрономической обсерватории Гунма и Токийского университета обнаружили расширенный ореол звезды с резким обрывом в карликовой неправильной галактике Лев А, член Местной группы галактик, в которую входит Млечный путь. Это открытие ставит под сомнение современные сценарии формирования галактик, показывая, что вместо того, чтобы сохранять первозданные строительные блоки, которые объединялись в более крупные галактики, карликовые неправильные галактики имеют свою собственную историю развития.
Понимание формирования и эволюции галактик во временных масштабах, сопоставимых с возрастом Вселенной, является одной из самых больших проблем астрономии. В сценариях стандартной космологии (Примечание 1) галактики создаются путем иерархического слияния: небольшие первичные флуктуации плотности в плавном распределении вещества в ранней Вселенной растут и объединяются, образуя более крупные структуры, такие как Млечный путь. Предполагается, что самый многочисленный тип галактик во Вселенной - карликовые неправильные галактики (Примечание 2) - сохраняют свои свойства неизменными в течение миллиардов лет и представляют собой первозданные первозданные строительные блоки. Это одна из причин, почему астрономы в последнее время с большим интересом изучают карликовые неправильные галактики.
Команда под руководством профессоров Нобуо Аримото (Национальная астрономическая обсерватория Японии) и Владаса Вансявичюса (Институт физики, Литва) изучила Leo A - изолированную и чрезвычайно богатую газом галактику неправильной формы с всего 0,01% массы Млечного пути и химические элементы с низкой долей, производимые более ранними поколениями звезд. Эти характеристики предполагают, что эта галактика развивалась без значительного взаимодействия с другими галактиками. Считается, что эта галактика имеет довольно простую структуру, в отличие от больших дисковых галактик, таких как Млечный Путь. Однако это представление необходимо изменить из-за глубокой визуализации внешних областей этой галактики с помощью телескопа Subaru.
До этих наблюдений уже было известно, что Leo A имеет большой угловой размер (7 ′ x 5 ′; примечание 3), а телескоп Subaru, оснащенный камерой первичной фокусировки (Suprime-Cam), был идеальным инструментом для изучения звезд на внешние границы галактики (рис. 1). Одиночная экспозиция с камерой Suprime-Cam охватывает поле зрения 34 x 27 дюймов (размер пикселя 0 ". 2 x 0" .2) с высокой чувствительностью. В ноябре 2001 года команда получила оптические изображения галактики неправильной формы галактики Leo A с тремя широкополосными фильтрами. Чтобы проследить всю протяженность старых звезд в Leo A, команда использовала звезды с красной гигантской ветвью (RGB), которые эволюционировали низко звезды с очень высокой светимостью и, как ожидается, будут хорошо представлять протяженные структуры галактик. Они исследовали эллипс большой полуоси a = 12 ′, который полностью покрывает галактику, и обнаружили 1394 RGB-звезды, симметрично и плавно распределенных в этом поле.
На рис. 2 показан радиальный профиль поверхностной плотности чисел звезд красного гиганта. Команда обнаружила значительно большую структуру диска (с большой полуосью 5,5 ′), чем ранее известная (3,5 ′). Более того, глубокие наблюдения позволили открыть новый звездный компонент в карликовых неправильных галактиках, который команда называет «гало». (5.5′-7.5 ′), который имеет менее крутой наклон в плотности чисел звезд RGB. Компонент гало заканчивается в 8 'от центра галактики с резким обрывом в распределении звезд RGB. Существование такой гало структуры в карликовых неправильных галактиках не было подтверждено до этих наблюдений.
Размер Лео А, обнаруженный этими новыми наблюдениями, в два раза больше его ранее принятого размера, что позволяет предположить, что даже в близлежащей вселенной мы видим галактики только как «верхушки айсбергов», которые на самом деле в несколько раз больше.
Недавно обнаруженный гало с резкой звездной отсечкой и диском галактики неправильной галактики Leo A очень напоминает структуру, а также звездное и газообразное содержимое, обнаруженное в больших полноценных дисковых галактиках, таких как Млечный путь. Сложная структура больших массивных галактик, как полагают, является результатом слияния менее массивных галактик, таких как карликовые неправильные. Тем не менее, это исследование ясно показывает, что карликовая неправильная галактика Leo A уже имеет компоненты диска и гало, и предлагает сложные истории накопления даже для галактик очень малой массы, таких как Leo A, которые, как предполагается, образуются непосредственно из первичных флуктуаций плотности в Ранняя Вселенная (Примечание 1), и бросает вызов современному пониманию эволюции галактики. Профессора Н. Аримото и В. Вансявичюс считают, что Лев А - это «Розеттский камень»? (Примечание 4) для понимания процесса формирования и эволюции галактики.
Научная статья по этому исследованию была принята к публикации в Astrophysical Journal Letters (том 611, номер 2, L93) от 20 августа 2004 года.
Первоисточник: Пресс-релиз Subaru
