Sie sind voller Sterne! Schüler finden dichteste Galaxien im Universum

Blick aus einer ultrakompakten Galaxie

Der Blick aus einer ultrakompakten Galaxie: Diese Künstlerdarstellung zeigt den Nachthimmel von einem Planeten in einer unglaublich dichten Galaxie wie den beiden gerade entdeckten, in der mit bloßem Auge mehr als eine Million Sterne zu sehen wären. (Bildnachweis: NASA/ESA/G. Bacon (STScI) und P. van Dokkum (Yale University))



Apropos Sternennacht: Zwei Universitätsstudenten in San Jose haben die scheinbar dichtesten Galaxien gefunden, die jemals gesehen wurden – kosmische Reiche, in denen der Nachthimmel mit Sternen von der Oberfläche eines Planeten in Flammen aufgeht.



Die Studenten Richard Vo und Michael Sandoval entdeckten die sogenannten ultrakompakten Zwerggalaxien, während sie als Studenten an der San Jose State University in Kalifornien Open-Source-Archive mit astronomischen Beobachtungen verschiedener Observatorien durchsuchten. Sie schufen auch a Videosimulation, die zeigt, wie sich so dichte Galaxien bilden können mit einem supermassiven Schwarzen Loch im Kern.

Wenn ein Beobachter von einem Planeten, der in eine der neu entdeckten Galaxien eingebettet ist, aufblickt, würde er mehr als eine Million Sterne auf einmal sehen, verglichen mit den wenigen Tausend Sternen, die am Nachthimmel der Erde sichtbar sind, erklärten Forscher. Aber wie diese ultradichten Sternhaufen entstehen und ob es sich überhaupt um Galaxien handelt, ist noch unbekannt.



„Die Leute haben Science-Fiction-Geschichten über solche Dinge geschrieben; Es ist schön zu sehen, dass es tatsächlich eine gibt“, sagte Aaron Romanowsky, ein Astronom an der San Jose State University, der als Studienberater und Mitautor der neuen Studie fungierte.

Die erste bekannte ultrakompakte Zwerggalaxie wurde 2013 entdeckt und überraschte Astronomen, indem sie trotz ihrer geringen Größe ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Herzen hat. Aber die beiden neu entdeckten Objekte sind noch dichter mit Sternen gefüllt. Das erste neue Objekt ist etwa doppelt so dicht wie der Originalfund und das zweite Objekt ist satte 200-mal dichter als das Original.

Der Blick aus einer ultrakompakten Galaxie: Dieser Künstler



Der Blick aus einer ultrakompakten Galaxie: Diese Künstlerdarstellung zeigt den Nachthimmel von einem Planeten in einer unglaublich dichten Galaxie wie den beiden gerade entdeckten, in der mit bloßem Auge mehr als eine Million Sterne zu sehen wären.(Bildnachweis: NASA/ESA/G. Bacon (STScI) und P. van Dokkum (Yale University))

Etwas Neues

'Diese Objektklasse wurde hundert Jahre lang übersehen', sagte Romanowsky gegenüber demokratija.eu. 'Es ist ein so helles Objekt, leicht zu sehen, aber die Leute wussten nicht, wie sie es betrachten sollten.' Romanowsky war auch Teil des Teams, das vor zwei Jahren die erste ultrakompakte Zwerggalaxie entdeckte. [ Eine winzige Zwerggalaxie und ihr riesiges Schwarzes Loch (Video) ]

In der Vergangenheit wären solche Sternhaufen wegen ihrer Helligkeit mit Vordergrundsternen verwechselt worden. Aber wenn diese Cluster genauer untersucht werden, löst sich der einzelne Lichtpunkt in einen unscharfen Cluster auf, und Spektraldaten zeigen, dass er viel weiter entfernt ist.



Die Breite einer der ultrakompakten Zwerggalaxien namens M59-UCD3 ist 200-mal kleiner als die der Milchstraße, aber ihre Sternendichte ist etwa 10.000-mal höher. Die andere neu entdeckte Galaxie namens M85-HCC1 hat noch mehr Sterne – ihre Sternendichte ist 1 Million Mal höher als die der Milchstraße und führte sogar dazu, dass Forscher einen neuen Begriff dafür prägten: Hyperkompakter Haufen.

Die Studenten untersuchten Daten des Sloan Digital Sky Survey, des Subaru-Teleskops auf Hawaii, des Hubble-Weltraumteleskops und des Southern Astrophysical Research Telescope in Chile. Obwohl sie etwa ein Drittel des Himmels untersuchen wollten, entdeckte jeder von ihnen kurz nach Beginn der Suche zufällig ein ultradichtes Objekt.

'Eigentlich war es ein Trainingsverfahren', sagte Vo, der jetzt Doktorand an der San Francisco University in Kalifornien ist. 'Er [Romanowsky] sagte: 'Hier ist ein ultrakompakter Zwerg; Ich möchte, dass Sie es selbst finden“, sagte Vo gegenüber demokratija.eu.

Aber neben dem Zwerg bemerkte er einen weiteren mysteriösen Haufen. 'Und am Ende ist es eines der dichtesten Objekte am Himmel, die wir bisher entdeckt haben', sagte Vo.

Die Forschung ist in der 20. Juli Ausgabe der Astrophysical Journal Letters .

Studenten der San Jose State University fanden die beiden dichtesten bekannten Galaxien, die größere Wirtsgalaxien umkreisen.

Studenten der San Jose State University fanden die beiden dichtesten bekannten Galaxien, die größere Wirtsgalaxien umkreisen.(Bildnachweis: A. Romanowsky (SJSU)/Subaru/Hubble Legacy Archive)

Verräterische Zeichen

Ultrakompakte Zwerggalaxien haben Astronomen verblüfft, weil sie sich einer Klassifizierung zu entziehen scheinen. Sie sind zu klein, um eindeutig Galaxien zu sein, aber viel zu dicht, um gewöhnliche Sternhaufen zu sein. [ Ein Zoo von Galaxien im Infrarot (Bilder) ]

'Jahrzehnte, hundert Jahre lang gab es einen ziemlich klaren Unterschied - woher kennt man den Unterschied zwischen einem Menschen und einem Elefanten?' Romanowsky sagte. „Jetzt finden wir Dinge, die auf halbem Weg dazwischen liegen, und wir wissen nicht, wie wir sie nennen sollen … Das Wort, das wir verwenden, ist 'ultrakompakter Zwerg', aber es ist ein absichtlich mehrdeutiges Wort.'

Der erste ultrakompakte Zwerg – der zuvor den Titel der dichtesten Galaxie trug – verwirrte die Astronomen, bis sie ein supermassives Schwarzes Loch in seinem Kern entdeckten. Dieses Detail deutete darauf hin, dass es irgendwann eine große Galaxie gewesen sein könnte, bevor die meisten ihrer Sterne verloren gingen. Forscher vermuten, dass die enge Interaktion mit einer anderen Galaxie, deren Schwerkraft die Sterne beim Vorbeifahren abstreifte, eine normale Zwerggalaxie in einen dichten ultrakompakten Zwerg verwandelt haben könnte.

Das von jedem der ultrakompakten Zwerge aufgenommene Lichtspektrum gibt Aufschluss über seine Zusammensetzung, sein Alter und seine Geschwindigkeit. Dunkle Bänder zeigen die aufgezeichneten Moleküle an.

Das von jedem der ultrakompakten Zwerge aufgenommene Lichtspektrum gibt Aufschluss über seine Zusammensetzung, sein Alter und seine Geschwindigkeit. Dunkle Bänder zeigen die aufgezeichneten Moleküle an.(Bildnachweis: NOAO)

Sandoval, jetzt Doktorand an der University of Tennessee in Knoxville, hat die obige Videosimulation zusammengestellt, um diesen Prozess zu demonstrieren.

'Wir alle wissen aus mechanischer/theoretischer Sicht, wie die Dinge im Weltraum interagieren, [aber] es ist immer noch schwierig, sich vorzustellen, wie es im physischen Raum tatsächlich aussieht', sagte Sandoval in einer E-Mail gegenüber demokratija.eu. 'Mein Ziel war es, zu sehen, wie die Theorie des Gezeiten-Strippings im physikalischen Raum aussehen würde, sie genau darzustellen und hoffentlich eine Methode zur Analyse von Phänomenen zu entwickeln, die wir mit unseren eigenen Augen nicht wirklich 'sehen' können.'

Die Simulation war ungefähr so ​​genau, wie Sandoval ohne einen Supercomputer erreichen konnte, und sie enthielt Bilder, die andere erstellt hatten, die zeigten, wie es wäre, sich im System umzusehen, sagte er.

In Zukunft werden die Forscher in den neu entdeckten Objekten nach verräterischen Anzeichen für diesen Prozess suchen; Sie suchen im Zentrum nach einem supermassiven Schwarzen Loch und analysieren weitere Störungen im „Wirt“ Galaxien in der Nähe der Objekte. Diese Störungen deuten darauf hin, dass die großen Galaxien kürzlich Sterne der ultrakompakten Zwerge verbraucht haben; Schwermetalle in den Zwergen deuten auch auf ihre frühere Größe hin, da Schwermetalle oft von größeren Galaxien synthetisiert werden.

Romanowsky sagte, dass das Verständnis, wie diese Objekte entstehen, Astronomen über die Entstehung moderner Galaxien lehren wird und was passiert, wenn sie gegeneinander antreten.

'In der Astronomie gibt es noch so viele Entdeckungen', fügte er hinzu. 'Wir befinden uns noch in der Explorationsphase, und selbst Studenten können noch Entdeckungen machen.'

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