Międzynarodowy zespół astronomów zastosował nową technikę w grupie galaktyk i słabym świetle pomiędzy nimi – znanym jako „światło wewnątrzgrupowe” – aby scharakteryzować gwiazdy, które tam zamieszkują.
Główna autorka badań opublikowanych w MNRAS, dr Cristina Martínez-Lombilla ze Szkoły Fizyki UNSW Science, powiedziała: „Nie wiemy prawie nic o świetle wewnątrzgrupowym.”
„Najjaśniejsze części światła wewnątrzgrupowego są ~50 razy bledsze niż najciemniejsze nocne niebo na Ziemi. Jest ono niezwykle trudne do wykrycia, nawet za pomocą największych teleskopów na Ziemi — lub w przestrzeni kosmicznej.”
Używając swojej czułej techniki, która eliminuje światło pochodzące od wszystkich obiektów z wyjątkiem tego pochodzącego od światła wewnątrzgrupowego, naukowcy nie tylko wykryli światło wewnątrzgrupowe, ale byli w stanie zbadać i opowiedzieć historię gwiazd, które je zasiedlają.
„Przeanalizowaliśmy właściwości gwiazd wewnątrzgrupowych — tych zabłąkanych gwiazd pomiędzy grupami galaktyk. Przyjrzeliśmy się wiekowi i obfitości pierwiastków, które je tworzyły, a następnie porównaliśmy te cechy z gwiazdami wciąż należącymi do grup galaktyk” – powiedział dr Martínez-Lombilla.
„Stwierdziliśmy, że światło wewnątrzgrupowe jest młodsze i mniej bogate w metale niż otaczające je galaktyki”.
Odbudowanie historii światła wewnątrzgrupowego
Gwiazdy sieroce w świetle wewnątrzgrupowym były nie tylko „anachroniczne”, ale wydawały się być innego pochodzenia niż ich najbliżsi sąsiedzi. Badacze stwierdzili, że charakter gwiazd wewnątrzgrupowych wydawał się podobny do mgławicowego „ogona” dalej położonej galaktyki.
Połączenie tych wskazówek pozwoliło badaczom odbudować historię – światła wewnątrzgrupowego i tego, jak jego gwiazdy trafiły do zgromadzenia w swoim własnym gwiezdnym sierocińcu.
„Sądzimy, że te pojedyncze gwiazdy zostały w pewnym momencie oderwane od swoich macierzystych galaktyk i teraz unoszą się swobodnie, podążając za grawitacją grupy” – powiedział dr Martínez-Lombilla. „Strącanie, zwane pływowym, jest spowodowane przez przejście masywnych galaktyk satelitarnych — podobnych do Drogi Mlecznej — które ciągną gwiazdy w swoim śladzie”.
Po raz pierwszy zaobserwowano wewnątrzgrupowe światło tych galaktyk.
„Odsłonięcie ilości i pochodzenia światła wewnątrzgrupowego dostarcza skamieniałego zapisu wszystkich interakcji, jakim podlegała grupa galaktyk i zapewnia całościowy obraz historii interakcji” – powiedział dr Martínez-Lombilla.
„Ponadto, wydarzenia te miały miejsce bardzo dawno temu. Galaktyki [na które patrzymy] są tak daleko, że obserwujemy je tak, jak były 2,5 miliarda lat temu. Tyle czasu potrzeba, aby ich światło do nas dotarło”.
Obserwując wydarzenia sprzed długiego czasu, w tak odległych galaktykach, naukowcy wnoszą istotne punkty danych do powoli spalającej się ewolucji wydarzeń kosmicznych.
Dostosowana procedura obróbki obrazu
Naukowcy byli pionierami unikalnej techniki, aby osiągnąć ten przenikliwy widok.
„Opracowaliśmy dostosowaną do potrzeb procedurę obróbki obrazu, która pozwala nam analizować najsłabsze struktury we Wszechświecie” – powiedział dr Martínez-Lombilla.
„Podąża ona za standardowymi krokami przy badaniu słabych struktur na obrazach astronomicznych — co implikuje modelowanie 2D i usunięcie całego światła z wyjątkiem tego, które pochodzi od światła wewnątrzgrupowego. Obejmuje to wszystkie jasne gwiazdy na obrazach, galaktyki przesłaniające światło wewnątrzgrupowe i odjęcie emisji continuum z nieba.
„To, co wyróżnia naszą technikę, to fakt, że jest ona w pełni oparta na Pythonie, więc jest bardzo modułowa i łatwo ją zastosować do różnych zestawów danych z różnych teleskopów.
„Najważniejszym wynikiem jest to, że podczas badania bardzo słabych struktur wokół galaktyk, każdy krok w procesie się liczy, a każde niepożądane światło powinno być uwzględnione i usunięte. W przeciwnym razie twoje pomiary będą błędne.
Techniki przedstawione w tym badaniu są pilotażem, zachęcającym do przyszłych analiz światła wewnątrzgrupowego, powiedział dr Martínez-Lombilla.
„Naszym głównym długoterminowym celem jest rozszerzenie tych wyników na dużą próbkę grupy galaktyk. Wtedy będziemy mogli przyjrzeć się statystykom i poznać typowe właściwości dotyczące powstawania i ewolucji światła wewnątrzgrupowego i tych niezwykle powszechnych układów grup galaktyk”.
„Jest to kluczowa praca dla przygotowania następnej generacji głębokich przeglądów all-sky, takich jak te, które zostaną wykonane za pomocą teleskopu kosmicznego Euclid oraz LSST z Obserwatorium Very C. Rubin”.
Źródło: University of New South Wales. Jesse Hawley.
