Astronomové poprvé ukázali, že i nejmenší galaxie ve vesmíru mají složité struktury, které ukazují na složitou historii. S využitím dalekohledu Subaru objevili tým astronomů z Národní astronomické observatoře Japonska, Fyzikálního institutu v Litvě, University of Durham, Pařížské observatoře, Kjótské univerzity, Gunma Astronomical Observatory a Tokijské univerzity hvězdy s ostrým výřezem v trpasličí nepravidelné galaxii Leo A, člen místní skupiny galaxií, která zahrnuje Mléčnou dráhu. Objev objevuje současné scénáře formování galaxií tím, že ukazuje, že namísto toho, aby byli uchránci nedotčených stavebních bloků, které se spojily do větších galaxií, mají trpasličí nepravidelné galaxie svou vlastní historii budování.
Pochopení formování a vývoje galaxií v časových měřítcích srovnatelných s věkem vesmíru je jednou z největších výzev astronomie. Ve scénářích standardní kosmologie (Poznámka 1) se galaxie vytvářejí hierarchickým slučováním: malé kolísání hustoty prvotní hustoty v plynulém rozložení hmoty v časném vesmíru rostou a kombinují se do větších struktur, jako je Mléčná dráha. Nejpočetnější typ galaxií ve vesmíru - trpasličí nepravidelné galaxie (Poznámka 2) - mají zachovat své vlastnosti nezměněné po miliardy let a představují nedotčené pravěké stavební kameny. To je jeden z důvodů, proč astronomové nedávno s velkým zájmem studovali trpasličí nepravidelné galaxie.
Tým vedený profesory Nobuo Arimoto (Národní astronomická observatoř Japonska) a Vladasem Vanseviciusem (Fyzikální ústav, Litva) studoval Leo A - izolovanou a extrémně plynem bohatou trpasličí nepravidelnou galaxii s pouze 0,01% hmotnosti Mléčné dráhy a nízký zlomek chemických prvků produkovaných dřívějšími generacemi hvězd. Tyto charakteristiky naznačují, že se tato galaxie vyvíjí bez významné interakce s jinými galaxiemi. Tato galaxie byla věřil mít docela jednoduchou strukturu, na rozdíl od velkých diskových galaxií, jako je Mléčná dráha. Tento pohled však musí být změněn kvůli hlubokému zobrazování vnějších oblastí této galaxie pomocí Subaru Telescope.
Před těmito pozorováními bylo již známo, že Leo A má velkou úhlovou velikost (7 'x 5'; Poznámka 3) a Subaru Telescope vybavený jeho Prime Focus Camera (Suprime-Cam) byl ideálním nástrojem ke studiu hvězd na vnější hranice galaxie (obr. 1). Jednorázová expozice se Suprime-Cam pokrývá zorné pole 34 ′ x 27 ′ (velikost pixelů 0 ”.2 x 0” .2) s vysokou citlivostí. Tým získal optické obrazy trpasličí nepravidelné galaxie Leo A se třemi širokopásmovými filtry v listopadu 2001. Aby bylo možné sledovat celý rozsah starých hvězd v Leo A, tým použil hvězdy červené obří větve (RGB), které se vyvíjely nízko - velké hvězdy s velmi vysokou svítivostí a očekává se, že budou dobře reprezentovat rozšířené struktury galaxií. Zkoumali uvnitř elipsy poloosy hlavní osy a = 12 ', která zcela pokrývá galaxii, a v tomto poli detekovali 1394 hvězd RGB rozložených symetricky a hladce.
Obr. 2 ukazuje radiální profil hustoty počtu povrchů červených obřích hvězd. Tým našel podstatně větší strukturu disku (s hlavní poloosou 5,5 ′), než bylo dříve známo (3,5 '). Hluboká pozorování navíc umožnila objevení nové hvězdné komponenty v trpasličích nepravidelných galaxiích, které tým nazývá? Halo? (5,5 ′ – 7,5 ′), která má méně strmý sklon v hustotě hvězd RGB. Halogenová složka končí na 8 'od středu galaxie s ostrým přerušením v distribuci hvězd RGB. Existence takové halo struktury v trpasličích nepravidelných galaxiích byla před těmito pozorováními nepotvrzena.
Velikost Leo A odhalená těmito novými pozorováními je dvakrát větší než jeho dříve přijímaná velikost, což naznačuje, že i v blízkém vesmíru vidíme galaxie pouze jako „špičky ledovců“, které jsou ve skutečnosti několikrát více rozšířeny.
Nově objevený halo s ostrým hvězdným výřezem a diskem trpasličí nepravidelné galaxie Leo A se velmi podobá struktuře i hvězdnému a plynnému obsahu nalezenému ve velkých plnohodnotných diskových galaxiích, jako je Mléčná dráha. Složitá struktura velkých hmotných galaxií byla věřena jako výsledek sloučení méně hmotných galaxií, jako jsou trpasličí nepravidelné. Tato studie však jasně ukazuje, že trpasličí nepravidelná galaxie Leo A již obsahuje diskové a halo komponenty a navrhuje komplexní historii budování i pro velmi nízké hmotnosti galaxií, jako je Leo A, které se mají tvořit přímo z fluktuací pravěké hustoty raný vesmír (Poznámka 1) a napadá současné chápání vývoje galaxie. Profesoři N. Arimoto a V. Vansevicius věří, že Leo A je? Rosetta kámen? (Poznámka 4) pro pochopení procesu tvorby a vývoje galaxií.
Vědecká práce o tomto výzkumu byla přijata k publikování 20. srpna 2004, Astrophysical Journal Letters (svazek 611, číslo 2, L93).
Původní zdroj: Subaru News Release
