Yıldızlarından arındırılmış cüce galaksilerin, nadir görülen ultra kompakt cüce galaksilerin oluşumunda eksik halka olduğu kanıtlandı

NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Uluslararası Gemini Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini North teleskopunu kullanan gökbilimciler, henüz yıldız kümelerinden çok daha büyük kütlelere sahip nesneler olan ultra kompakt cüce gökadalara geçiş yapan 100’den fazla cüce gökadanın aşınmış kalıntılarını yakaladılar. cüce galaksilerden çok daha küçüktür. Bu bulgular, birçok ultra kompakt cüce gökadanın, muhtemelen dış katmanlarından arındırılmış normal cüce gökadaların fosil kalıntıları olduğunu doğrulamaktadır.

Ultra kompakt cüce galaksiler (UCD’ler), evrendeki en yoğun yıldız grupları arasındadır. Benzer kütleye sahip diğer galaksilerden daha kompakt, ancak en çok benzedikleri nesneler olan yıldız kümelerinden daha büyük olan bu gizemli nesneler, sınıflandırmaya meydan okuyor. Bu bulmacanın eksik parçası, üzerinde çalışılacak yeterli geçiş (ara) nesnesinin bulunmamasıydı. Ancak yeni bir galaksi araştırması bu eksik parçaları doldurarak bu esrarengiz nesnelerin çoğunun muhtemelen cüce galaksilerin yok edilmesinden oluştuğunu gösteriyor.

İş yayınlanan dergide Doğa.

UCD’lerin, bozulmuş cüce gökadaların kalıntıları olduğu fikri, yirmi yıldan fazla bir süre önce keşfedilmelerinden bu yana öne sürülüyordu. Ancak önceki araştırmalar, bulmayı umduğunuz geçiş halindeki galaksilerin büyük popülasyonunu ortaya çıkarmamıştı.

Bu nedenle, uluslararası bir gökbilimci ekibi, Başak takımyıldızı yönünde binlerce galaksiden oluşan bir grup olan Başak Kümesi çevresindeki bu orta aşamadaki nesneler için sistematik bir araştırma gerçekleştirdi. Hawaii’deki Mauna Kea zirvesi yakınındaki Gemini North teleskopunu kullanan ekip, dönüşüm sürecinin her aşamasını gösteren bu kayıp halka gökadalarından 100’den fazlasını tespit etti.

Bu sonuçları açıklayan makalenin ortak yazarlarından NOIRLab gökbilimcisi Eric Peng, “Sonuçlarımız, yaklaşık 25 yıl önce keşfedilen bu gizemli galaksi sınıfının kökenine dair en eksiksiz resmi sağlıyor” dedi. “Burada, Başak kümesindeki 106 küçük gökadanın normal cüce gökadalar ile UCD’ler arasında boyutlara sahip olduğunu gösteriyoruz ve yıldız kümeleri ile gökadalar arasındaki ‘boyut boşluğunu’ dolduran bir sürekliliği ortaya koyuyoruz.”

Ekip, ilk önce Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu ile alınan Yeni Nesil Başak Kümesi Araştırması’ndan alınan görüntülere bakarak örneklerini derledi. Yüzlerce aday UCD öncülünü tanımlayabilmelerine rağmen bunların gerçek doğasını doğrulayamadılar. Buradaki engel, yıldız zarflarıyla çevrelenen UCD’lerin, Başak Kümesi’nin çok ötesinde bulunan normal galaksilerden ayırt edilememesiydi.

Aday UCD öncüllerini arka plandaki gökadalardan ayırt etmek için ekip, mesafelerine ilişkin daha somut ölçümler elde etmek amacıyla Gemini North ile takip spektroskopik çalışmaları gerçekleştirdi. Bu gözlemler, gökbilimcilerin, yalnızca Başak Kümesi içindeki UCD’ler kalana kadar arka plandaki tüm gökadaları örneklerinden elemesine olanak tanıdı.

Bu geniş araştırma arasında, ultra kompakt merkezi yıldız kümeleri içeren çok sayıda cüce gökada dağılmıştır. Bu galaksiler, dönüşüm sürecinin ilk aşamalarını temsil ediyor ve komşu büyük galaksilerin bu cüceleri yıldızlardan ve gazdan oluşan dış katmanlarından çıkardıktan sonra, geriye kalanın daha önce tanımlanmış olan geç aşamadaki UCD’lerle aynı bir nesne olacağını öne sürüyor.

Araştırmacılar ayrıca etraflarında çok geniş ve dağınık yıldız zarfları bulunan birçok nesne buldular; bu da yıldızlarının ve karanlık maddelerinin soyulması nedeniyle şu anda geçiş sancıları içinde olduklarını gösteriyor. Ekip, kapsamlı örnekleri içerisinde, evrim sürecinin diğer birkaç aşamasındaki, sıraya yerleştirildiğinde UCD’lerin morfolojisi hakkında ilgi çekici bir hikaye anlatan nesneler belirledi. Dahası, adayların neredeyse tamamı büyük galaksilerin yakınında bulunuyordu; bu da onların oluşumunda yerel çevrenin önemli bir rol oynadığını gösteriyor.

Ph.D. Kaixiang Wang, “Gemini gözlemlerini analiz ettiğimizde ve tüm arka plan kirliliğini ortadan kaldırdığımızda, bu geçiş galaksilerinin neredeyse yalnızca en büyük galaksilerin yakınında bulunduğunu görebildik. Çevresel dönüşümün önemli olması gerektiğini hemen anladık” dedi. Pekin Üniversitesi öğrencisi ve makalenin baş yazarı.

UCD’lerin yaşadığı ortamı tanımlamanın yanı sıra, bu sonuçlar aynı zamanda bu nesnelerden kaç tane olduğuna ve bunların evrimsel değişimlerinin tam dizisinin nasıl göründüğüne dair değerli bilgiler de veriyor.

Peng, “Nihayet bu dönüşümün eylem halinde olduğunu görebilmemiz heyecan verici” dedi. “Bize, bu UCD’lerin çoğunun galaksi kümelerindeki antik cüce galaksilerin görünür fosil kalıntıları olduğunu söylüyor ve sonuçlarımız muhtemelen çok daha fazla düşük kütleli kalıntının bulunabileceğini gösteriyor” diye ekledi.

NOIRLab NSF Program Direktörü Chris Davis, “Bu çalışma, büyük araştırmaların gökada evrimi gibi astronomideki en büyük sorulara ilişkin anlayışımızı ne kadar geliştirebileceğini gösteriyor” diyor. “NSF’nin NOIRLab’ı, astronomik araştırmaları desteklemede ve daha da önemlisi, verilere ve ortaya çıkan şaşırtıcı keşiflere topluluk ve halkın erişimini sağlamada bir dünya lideridir.”