Сильно зародившиеся dE, eUCD и UCD в ядре скопления Девы. a, u*g’i’ цветные составные изображения репрезентативных сильнозародышевых dE (левый столбец) и eUCD (правый столбец). Размер каждого вырезаемого изображения составляет 0,5 угловой минуты × 0,5 угловой минуты. б — BSDVS-изображение объектов с низкой поверхностной яркостью в области ядра Девы. Желтые и темно-красные кружки обозначают UCD и eUCD соответственно. Синие кружки и квадраты — это сильно зародившиеся dE с измерениями скорости и без них. Совместное добавление u*g’i’ и сглаженное по Гауссу глубокое NGVS-изображение четырех разрушающих dE,N (VCC 1672, NGVSJ 1229 + 1343, NGVS 2078, VLSB-A) и NGVS-UCD509 показаны на вставках. Стрелкой указан приливный поток длиной 70 кпк, который, вероятно, исходит от NGVS-UCD509. Фото: Природа (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06650-z
Астрономы с помощью телескопа Gemini North, половины Международной обсерватории Джемини, управляемой NOIRLab NSF, запечатлели разрушающиеся останки более 100 карликовых галактик, когда они переходят в сверхкомпактные карликовые галактики, объекты с массой, намного превышающей по массе звездные скопления. намного меньше карликовых галактик. Эти результаты подтверждают, что многие ультракомпактные карликовые галактики, вероятно, являются ископаемыми остатками обычных карликовых галактик, лишенных своих внешних слоев.
Сверхкомпактные карликовые галактики (UCD) являются одними из самых плотных звездных группировок во Вселенной. Будучи более компактными, чем другие галактики с аналогичной массой, но крупнее, чем звездные скопления (объекты, на которые они больше всего похожи), эти загадочные объекты не поддаются классификации. Недостающей частью этой головоломки было отсутствие достаточного количества переходных (промежуточных) объектов для изучения. Однако новый обзор галактик восполняет эти недостающие части и показывает, что многие из этих загадочных объектов, вероятно, образовались в результате разрушения карликовых галактик.
Работа опубликована в журнале Nature.
На этой иллюстрации изображена карликовая галактика, переживающая переход в сверхкомпактную карликовую галактику, поскольку близлежащая более крупная галактика лишила ее внешних слоев звезд и газа. Ультракомпактные карликовые галактики являются одними из самых плотных звездных группировок во Вселенной. Будучи более компактными, чем другие галактики с аналогичной массой, но крупнее, чем звездные скопления (объекты, на которые они больше всего похожи), эти загадочные объекты не поддаются классификации. Недостающим элементом этой головоломки является отсутствие достаточных переходных или промежуточных объектов для изучения. Однако новый обзор галактик восполняет эти недостающие части и показывает, что многие из этих загадочных объектов, вероятно, образовались в результате разрушения карликовых галактик. Авторы и права: NOIRLab/NSF/AURA/M. Замани
Идея о том, что UCD являются остатками разрушенных карликовых галактик, была выдвинута с момента их открытия более двух десятилетий назад. Однако предыдущие поиски не выявили большого количества переходных галактик, которое можно было бы ожидать.
Итак, международная группа астрономов провела систематический поиск этих объектов промежуточной стадии вокруг скопления Девы, группы тысяч галактик в направлении созвездия Девы. Используя телескоп Gemini North возле вершины Мауна-Кеа на Гавайях, команда идентифицировала более 100 галактик с недостающим звеном, которые показывают каждую стадию процесса трансформации.
«Наши результаты дают наиболее полную картину происхождения этого загадочного класса галактик, который был открыт почти 25 лет назад», — сказал астроном NOIRLab Эрик Пэн, соавтор статьи, описывающей эти результаты. «Здесь мы показываем, что 106 маленьких галактик в скоплении Девы имеют размеры между обычными карликовыми галактиками и UCD, показывая континуум, который заполняет «пропасть в размерах» между звездными скоплениями и галактиками».
Континуум галактик, запечатленный на разных стадиях процесса трансформации из карликовой галактики в сверхкомпактную карликовую галактику (UCD). Эти объекты расположены вблизи сверхгигантской эллиптической галактики M87, доминирующего члена соседнего скопления Девы. Авторы и права: NOIRLab/NSF/AURA/NASA/R. Гендлер/К. Ван/М. Замани
Команда собрала свою выборку, сначала просмотрев изображения из обзора скопления Девы следующего поколения, полученные с помощью канадско-французско-гавайского телескопа. Хотя им удалось идентифицировать сотни кандидатов-прародителей UCD, они не смогли подтвердить их истинную природу. Препятствие заключалось в том, что UCD, окруженные оболочками звезд, неотличимы от обычных галактик, расположенных дальше за пределами скопления Девы.
Чтобы отличить кандидатов-прародителей UCD от фоновых галактик, команда провела дополнительные спектроскопические исследования с помощью Gemini North, чтобы получить более конкретные измерения их расстояний. Эти наблюдения позволили астрономам исключить все фоновые галактики из своих выборок, пока не остались только UCD внутри скопления Девы.
Среди этого обширного обзора разбросано множество карликовых галактик, содержащих сверхкомпактные центральные звездные скопления. Эти галактики представляют собой ранние стадии процесса трансформации и предполагают, что после того, как соседние массивные галактики лишат этих карликов их внешних слоев звезд и газа, то, что останется, будет объектом, идентичным UCD поздней стадии, которые уже были идентифицированы.
NGC 3628, иногда называемая Галактикой Гамбургера или Галактикой Сары, представляет собой спиральную галактику без перемычки, находящуюся примерно в 35 миллионах световых лет от нас в созвездии Льва. Слева от NGC 3628 примерно на 300 000 световых лет простирается «приливный хвост» — вытянутая область звезд, возникающая в результате гравитационного взаимодействия с другой галактикой. Внутри этого приливного хвоста находится ультракомпактная карликовая галактика, известная как NGC 3628-UCD1. Это изображение было получено камерой темной энергии Министерства энергетики США (DOE), установленной на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко Национального научного фонда (NSF) в Межамериканской обсерватории Серро Тололо в Чили, в рамках программы NOIRLab NSF. NGC 3628 не участвовала в исследовании скопления Девы. Авторы и права: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA; Обработка изображений: ректор TA (Университет Аляски в Анкоридже/NOIRLab NSF), М. Замани (NOIRLab NSF) и Д. де Мартин (NOIRLab NSF)
Исследователи также обнаружили вокруг себя множество объектов с очень протяженными и размытыми звездными оболочками, что указывает на то, что в настоящее время они находятся в муках перехода, поскольку их звезды и темная материя удаляются. В рамках своей обширной выборки команда определила объекты на нескольких других стадиях эволюционного процесса, которые, если их разместить в последовательности, рассказывают убедительную историю морфологии UCD. Более того, почти все кандидаты находились вблизи массивных галактик, что позволяет предположить, что их местное окружение сыграло важную роль в их формировании.
«Как только мы проанализировали наблюдения Близнецов и устранили все фоновое загрязнение, мы увидели, что эти переходные галактики существуют почти исключительно вблизи самых больших галактик. Мы сразу поняли, что преобразование окружающей среды должно быть важным», — сказал Кайсян Ван, доктор философии. студент Пекинского университета и ведущий автор статьи.
Помимо определения среды, в которой живут UCD, эти результаты также дают ценную информацию о том, сколько таких объектов существует и как выглядит полная последовательность их эволюционных изменений.
«Приятно, что мы наконец можем увидеть эту трансформацию в действии», — сказал Пэн. «Это говорит нам о том, что многие из этих UCD являются видимыми ископаемыми остатками древних карликовых галактик в скоплениях галактик, и наши результаты показывают, что, вероятно, можно найти гораздо больше остатков малой массы», — добавил он.
«Это исследование показывает, как крупные исследования могут улучшить наше понимание важнейших вопросов астрономии, таких как эволюция галактик», — говорит Крис Дэвис, директор программы NSF NOIRLab. «NOIRLab NSF является мировым лидером в поддержке астрономических исследований и, что немаловажно, в предоставлении сообществу и общественности доступа к данным и удивительным полученным в результате открытиям».
Информация от: Национальным научным фондом
