Новое скопление шаровых скоплений дает ключ к разгадке эволюции галактик

Элисон Хьюз, докторант кафедры астрономии Аризонского университета и обсерватории Стюарда, является первым автором рецензируемой статьи, обобщающей результаты, которые были опубликованы в Астрофизический журнал в июне. Исследование будет представлено во время виртуальной пресс-конференции на 239-м собрании Американского астрономического общества во вторник.

Центавр A, также известный как NGC 5128, представляет собой визуально ошеломляющую эллиптическую галактику, характеризующуюся релятивистским извержением сверхмассивной черной дыры в ее центре и ошеломляющими потоками рассеянных звезд, оставленных предыдущими столкновениями и слияниями с меньшими галактиками, вращающимися вокруг Центавра A. В созвездии Центавр находится на небольшом расстоянии от Земли в 13 миллионах световых лет, Центавр А находится слишком далеко, чтобы позволить астрономам увидеть отдельные звезды, но звездные скопления могут быть идентифицированы как таковые и использованы в качестве «ископаемых свидетельств» бурной эволюции галактики. галактика.

Хьюз и его коллеги представляют новый каталог почти 40 000 шаровых скоплений-кандидатов в Центавре А, рекомендуя последующие наблюдения, сосредоточив внимание на группе из 1900 вероятных истинных шаровых скоплений. Исследователи просканировали шаровое скопление-кандидат до предсказанного радиуса около 150 килопарсек, примерно в полумиллионе световых лет от галактического центра. Данные собирают наблюдения из следующих источников: Панорамная фотограмметрия кентавров и скульптора, или PISCeS; Gaia, космической обсерватории Европейского космического агентства, и Каталог источников NOAO, который объединяет общедоступные изображения с телескопов обоих полушарий, покрывающие почти все небо.

Хьюз объяснил, что Centaur A был главной целью для изучения внегалактических шаровых скоплений из-за его богатства и близости к Земле, но большинство исследований было сосредоточено на 40-километровой внутренней части (около 130 500 световых лет) галактики, покидающей галактику. Внешние пределы галактики практически не исследованы. При ранжировании кандидатов на основе их вероятности того, что они являются настоящими шаровыми скоплениями, команда обнаружила, что примерно 1900 с большей вероятностью будут подтверждены как таковые, и последующее подтверждение спектроскопии должно быть наивысшим приоритетом.

«Мы используем спутник Gaia, который в основном ориентирован на исследования внутри нашей галактики, Млечного Пути, по-новому, связывая его наблюдения с телескопами на Земле, в данном случае с телескопом Magellan Clay в Чили и англо-австралийским телескопом. Телескоп в Австралии».

Хьюз сказал, что структура Центавра А говорит астрономам о том, что он претерпел несколько крупных слияний с другими галактиками, в результате чего его внешний вид стал похож на шар, а речные регионы имеют гораздо больше звезд, чем окружающие регионы. Центавр А представляет собой ближайший пример эллиптической галактики и дает астрономам возможность внимательно изучить галактику, сильно отличающуюся от нашей. Млечный Путь, как и его ближайший сосед, Галактика Андромеды, являются спиральными галактиками. Спиральные галактики с их знакомым внешним видом в виде вертушки могут выглядеть как «типичная» галактика, но оказывается, что их менее организованные эллиптические собратья превосходят их по численности во Вселенной.

«Центавр А может показаться странным, — сказал Хьюз, — но это только потому, что мы можем подобраться достаточно близко, чтобы увидеть его мельчайшие детали». «Скорее всего, как эллиптические, так и спиральные галактики, такие как Млечный Путь, более хаотичны, чем мы думаем, когда заглядываем немного глубже, чем просто на поверхность».

Хьюз сказал, что шаровые скопления служат свидетельством процессов, которые произошли давным-давно.

«Например, если вы видите линию этих шаровых скоплений, которые имеют одинаковый металлический (химический состав) и движутся с одинаковой лучевой скоростью, мы знаем, что они, должно быть, пришли из одной и той же карликовой галактики или из похожего объекта, который столкнулся с Центавр А и сейчас находится в процессе Постижения».

Звездные скопления образуются из плотных газовых пятен в межзвездной среде. Почти в каждой галактике есть шаровые скопления, в том числе и в Млечном Пути, где их около 150, но большинство звезд в такие скопления не входят. По словам Хьюза, изучая шаровые скопления, астрономы могут получить подсказки об их галактике-хозяине, например, об их массе, истории взаимодействия с соседними галактиками и даже о распределении темной материи внутри них.

«Глобусные скопления интересны тем, что их можно использовать в качестве экстракторов структур и процессов в других галактиках, где мы не можем разрешить отдельные звезды», — сказал Хьюз. «Они сохраняют химические признаки, такие как элементный состав их отдельных звезд, поэтому они говорят нам кое-что об окружающей среде, в которой они сформировались».

Исследователи специально искали шаровые скопления далеко от галактического центра, потому что субструктура Центавра А указывает на присутствие большой, неоткрытой группы таких скоплений, объяснил Хьюз. Предыдущие наблюдения обнаружили чуть менее 600 скоплений в центральных областях, но внешние области галактики оставались в значительной степени неизвестными.

«Мы отвлеклись и обнаружили уже более 100 новых комбинаций, и, вероятно, их будет больше, потому что мы еще даже не закончили обработку данных», — сказал Хьюз.

«Затем мы можем использовать эти данные для реконструкции структуры и движений в этой галактике, а также для определения ее массы», — сказал Хьюз. «Из этого мы наконец можем вычесть все его звезды и увидеть, что осталось — эта невидимая масса должна быть его темной материей».