Οι αστρονόμοι έχουν δείξει για πρώτη φορά ότι ακόμη και οι μικρότεροι γαλαξίες στο Σύμπαν έχουν σύνθετες δομές που δείχνουν μια πολύπλοκη ιστορία. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru, μια ομάδα αστρονόμων από το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας, το Ινστιτούτο Φυσικής στη Λιθουανία, το Πανεπιστήμιο του Durham, το Παρατηρητήριο του Παρισιού, το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το Αστρονομικό Παρατηρητήριο Gunma και το Πανεπιστήμιο του Τόκιο ανακάλυψαν ένα εκτεταμένο φωτοστέφανο αστέρια με απότομη αποκοπή στον νάνο ακανόνιστο γαλαξία Λέων Α, μέλος της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών που περιλαμβάνει τον Γαλαξία μας. Η ανακάλυψη προκαλεί τα τρέχοντα σενάρια σχηματισμού γαλαξιών δείχνοντας ότι αντί να είναι οι συντηρητές παρθένων δομικών μονάδων που συνδυάζονται για να σχηματίσουν μεγαλύτερους γαλαξίες, οι νάνοι ακανόνιστοι γαλαξίες έχουν τη δική τους ιστορία συσσώρευσης.
Η κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης του γαλαξία σε χρονικές κλίμακες συγκρίσιμες με την εποχή του Σύμπαντος είναι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της αστρονομίας. Στα σενάρια της τυπικής κοσμολογίας (Σημείωση 1), οι γαλαξίες δημιουργούνται μέσω ιεραρχικής συγχώνευσης: οι μικρές διακυμάνσεις της αρχέγονης πυκνότητας στην ομαλή κατανομή της ύλης στις αρχές του Σύμπαντος αναπτύσσονται και συνδυάζονται για να σχηματίσουν μεγαλύτερες δομές όπως ο Γαλαξίας. Ο πιο πολυάριθμος τύπος γαλαξιών στο σύμπαν - νάνοι ακανόνιστοι γαλαξίες (Σημείωση 2) - υποτίθεται ότι διατηρούν τις ιδιότητές τους αμετάβλητες για δισεκατομμύρια χρόνια και αντιπροσωπεύουν παρθένα αρχέγονα δομικά στοιχεία. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο οι αστρονόμοι μελετούν πρόσφατα τους νάνους ανώμαλους γαλαξίες με μεγάλο ενδιαφέρον.
Η ομάδα με επικεφαλής τους καθηγητές Nobuo Arimoto (Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας) και τον Vladas Vansevicius (Ινστιτούτο Φυσικής, Λιθουανία) μελέτησε τον Leo A - έναν απομονωμένο και εξαιρετικά πλούσιο σε αέριο νάνο ακανόνιστο γαλαξία με μόνο 0,01% της μάζας του Γαλαξία και χημικά στοιχεία χαμηλού κλάσματος που παράγονται από προηγούμενες γενιές αστεριών. Αυτά τα χαρακτηριστικά υποδηλώνουν ότι αυτός ο γαλαξίας εξελίσσεται χωρίς σημαντική αλληλεπίδραση με άλλους γαλαξίες. Αυτός ο γαλαξίας πιστεύεται ότι έχει μια αρκετά απλή δομή, σε αντίθεση με τους μεγάλους γαλαξίες δίσκων όπως ο Γαλαξίας μας. Ωστόσο, αυτή η άποψη πρέπει να αλλάξει λόγω της βαθιάς απεικόνισης των εξωτερικών περιοχών αυτού του γαλαξία με το τηλεσκόπιο Subaru.
Πριν από αυτές τις παρατηρήσεις, το Leo A ήταν ήδη γνωστό ότι είχε μεγάλο γωνιακό μέγεθος (7 ′ x 5 ′; Σημείωση 3) και το τηλεσκόπιο Subaru εξοπλισμένο με την Prime Focus Camera (Suprime-Cam) ήταν ένα ιδανικό όργανο για τη μελέτη των αστεριών στο τα εξωτερικά όρια του γαλαξία (Εικ. 1). Μια μοναδική έκθεση με Suprime-Cam καλύπτει οπτικό πεδίο 34 ′ x 27 ′ (μέγεθος pixel 0 ”.2 x 0” .2) με υψηλή ευαισθησία. Η ομάδα απέκτησε οπτικές εικόνες του νάνου ακανόνιστου γαλαξία Leo A με τρία φίλτρα ευρείας ζώνης τον Νοέμβριο του 2001. Προκειμένου να εντοπίσει ολόκληρη την έκταση των παλαιών αστεριών στο Leo A, η ομάδα χρησιμοποίησε κόκκινα αστέρια γίγαντας κλάδου (RGB) που έχουν εξελιχθεί χαμηλά -αστερά αστέρια με πολύ υψηλή φωτεινότητα και αναμένεται να αντιπροσωπεύουν καλά τις εκτεταμένες δομές των γαλαξιών. Διερεύνησαν μέσα σε μια έλλειψη ημι-μεγάλου άξονα a = 12 ′ που καλύπτει πλήρως τον γαλαξία και εντόπισαν 1394 αστέρια RGB που κατανέμονται συμμετρικά και ομαλά σε αυτό το πεδίο.
Το Σχ. 2 δείχνει το ακτινικό προφίλ της πυκνότητας αριθμού επιφανείας των κόκκινων αστεριών. Η ομάδα βρήκε σημαντικά μεγαλύτερη δομή δίσκου (με ημι-μείζον άξονα 5,5 ′) από ό, τι ήταν προηγουμένως γνωστό (3,5 ′). Επιπλέον, οι βαθιές παρατηρήσεις επέτρεψαν την ανακάλυψη ενός νέου αστρικού συστατικού σε νάνους ακανόνιστους γαλαξίες, το οποίο η ομάδα ονομάζει «αλογόνο»; (5.5′-7.5 ′), το οποίο έχει μια λιγότερο απότομη κλίση στην πυκνότητα αριθμού των αστεριών RGB. Το στοιχείο φωτοστέφανο καταλήγει στα 8 ′ από το κέντρο του γαλαξία με μια απότομη αποκοπή στην κατανομή των αστεριών RGB. Η ύπαρξη μιας τέτοιας δομής φωτοστέφανου στους νάνους ακανόνιστους γαλαξίες δεν επιβεβαιώθηκε πριν από αυτές τις παρατηρήσεις.
Το μέγεθος του Leo A που αποκαλύπτεται από αυτές τις νέες παρατηρήσεις είναι διπλάσιο από το προηγουμένως αποδεκτό μέγεθός του, υποδηλώνοντας ότι ακόμη και στο κοντινό σύμπαν βλέπουμε τους γαλαξίες μόνο ως «συμβουλές παγόβουνων» που στην πραγματικότητα είναι μερικές φορές πιο εκτεταμένες.
Το πρόσφατα ανακαλυφθέν φωτοστέφανο με μια αιχμηρή αστρική αποκοπή και ο δίσκος του νάνου ακανόνιστου γαλαξία Leo A μοιάζει πολύ με τη δομή, καθώς και αστρικό και αέριο περιεχόμενο που βρίσκεται σε μεγάλους γεμάτους δίσκους όπως ο Γαλαξίας. Η περίπλοκη δομή των μεγάλων μαζικών γαλαξιών πιστεύεται ότι είναι αποτέλεσμα της συγχώνευσης των λιγότερο μαζικών γαλαξιών όπως οι νάνοι ανώμαλοι. Ωστόσο, αυτή η μελέτη αποκαλύπτει σαφώς ότι ο νάνος ακανόνιστος γαλαξίας Leo A έχει ήδη συστατικά δίσκου και φωτοστέφανο και προτείνει σύνθετα ιστορικά συσσώρευσης για ακόμη και πολύ μικρούς γαλαξίες μάζας όπως το Leo A, που υποτίθεται ότι σχηματίζονται απευθείας από τις διακυμάνσεις της αρχέγονης πυκνότητας στο πρώιμο σύμπαν (Σημείωση 1), και προκαλεί τη σύγχρονη κατανόηση της εξέλιξης του γαλαξία. Οι καθηγητές N. Arimoto και V. Vansevicius πιστεύουν ότι ο Leo A είναι μια «πέτρα Rosetta»; (Σημείωση 4) για την κατανόηση της διαδικασίας σχηματισμού και εξέλιξης του γαλαξία.
Η επιστημονική εργασία σχετικά με αυτήν την έρευνα έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στις 20 Αυγούστου 2004, Astrophysical Journal Letters (τόμος 611, αριθμός 2, L93).
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Subaru
