Voetafdrukken van galactische immigratie ontdekt in Andromeda Galaxy

[univers]

Het Dark Energy Spectroscopic Instrument onthult overtuigend bewijs van een massale migratie van sterren naar een ander sterrenstelsel dan de Melkweg


Opvallend nieuw bewijs voor een massale immigratie van sterren in het Andromedastelsel is ontdekt door onderzoekers onder leiding van astronomen van NSF's NOIRLab. Het team gebruikte het Dark Energy Spectroscopic Instrument van de DOE op de Nicholas U. Mayall 4-meter telescoop van Kitt Peak National Observatory, een programma van NSF's NOIRLab, om ingewikkelde structuren in dit sterrenstelsel met ongekende details en helderheid te onthullen. Elk van de stippen op deze afbeelding vertegenwoordigt een individuele ster in het Andromedastelsel, waarbij de beweging van de ster (ten opzichte van het sterrenstelsel) kleurgecodeerd is van blauw (beweegt naar ons toe) naar rood (beweegt van ons weg).
Credit: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/E. Slawik/D. de Martin/M. Zamani

Een team van onderzoekers onder leiding van astronomen van het NOIRLab van NSF heeft opvallend nieuw bewijs gevonden voor een massale migratie van sterren naar het Andromedastelsel. Ingewikkelde patronen in de bewegingen van sterren onthullen een immigratiegeschiedenis die sterk lijkt op die van de Melkweg. De nieuwe resultaten werden verkregen met het Dark Energy Spectroscopic Instrument van de DOE op de Nicholas U. Mayall 4-meter telescoop bij Kitt Peak National Observatory, een programma van NSF's NOIRLab.

In de loop van miljarden jaren groeien en evolueren sterrenstelsels door nieuwe sterren te smeden en samen te smelten met andere sterrenstelsels door toepasselijk genaamde "galactische immigratie"-gebeurtenissen. Astronomen proberen de geschiedenis van deze immigratiegebeurtenissen bloot te leggen door de bewegingen van individuele sterren in een melkwegstelsel en de uitgestrekte halo van sterren en donkere materie te bestuderen. Dergelijke kosmische archeologie was tot nu toe echter alleen mogelijk in ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg.

Een internationaal team van onderzoekers heeft opvallend nieuw bewijs gevonden van een groot galactisch immigratiegebeuren in het Andromedastelsel, de dichtstbijzijnde grote galactische buur van de Melkweg. De nieuwe resultaten zijn gemaakt met het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) van de DOE op de Nicholas U. Mayall 4-meter telescoop bij Kitt Peak National Observatory, een programma van NSF's NOIRLAb.

Door de bewegingen van bijna 7500 sterren in de binnenste halo van het Andromedastelsel, ook wel bekend als Messier 31 (M31), te meten, ontdekte het team veelbetekenende patronen in de posities en bewegingen van sterren die onthulden hoe deze sterren hun leven begonnen als onderdeel van een ander sterrenstelsel. melkwegstelsel dat ongeveer 2 miljard jaar geleden fuseerde met M31. Hoewel dergelijke patronen al lang door de theorie zijn voorspeld, zijn ze in geen enkel sterrenstelsel zo duidelijk waargenomen.

" Onze nieuwe waarnemingen van de dichtstbijzijnde grote galactische buur van de Melkweg, de Andromeda Galaxy, onthullen bewijs van een galactische immigratiegebeurtenis in verfijnde details ", aldus Arjun Dey, astronoom bij NSF's NOIRLab en de hoofdauteur van het artikel waarin dit onderzoek wordt gepresenteerd. “ Hoewel de nachtelijke hemel onveranderlijk lijkt, is het heelal een dynamische plek. Sterrenstelsels zoals M31 en onze Melkweg zijn opgebouwd uit de bouwstenen van vele kleinere sterrenstelsels in de kosmische geschiedenis. ”


Een team van onderzoekers onder leiding van astronomen van het NOIRLab van NSF heeft opvallend nieuw bewijs gevonden voor een massale migratie van sterren naar het Andromedastelsel. Ingewikkelde patronen in de bewegingen van sterren onthullen een immigratiegeschiedenis die sterk lijkt op die van de Melkweg. De nieuwe resultaten werden verkregen met het Dark Energy Spectroscopic Instrument van de DOE op de Nicholas U. Mayall 4-meter telescoop bij Kitt Peak National Observatory, een programma van NSF's NOIRLab.
Credit: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/Local Group Survey Team/TA Rector (University of Alaska Anchorage)/D. de Martin/M. Zamani

" We hebben dit nog nooit zo duidelijk gezien in de bewegingen van sterren, noch hadden we enkele van de structuren gezien die het gevolg zijn van deze fusie ", zegt Sergey Koposov, een astrofysicus aan de Universiteit van Edinburgh en co-auteur van het artikel. “ Ons beeld is dat de geschiedenis van de Andromeda Galaxy vergelijkbaar is met die van onze eigen Melkweg, de Melkweg. De binnenste halo's van beide sterrenstelsels worden gedomineerd door een enkele immigratiegebeurtenis."

Dit onderzoek werpt niet alleen licht op de geschiedenis van onze galactische buren, maar ook op de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel. De meeste sterren in de halo van de Melkweg werden gevormd in een ander sterrenstelsel en migreerden later naar het onze in een galactische fusie 8-10 miljard jaar geleden. Het bestuderen van de overblijfselen van een vergelijkbare, maar recentere samensmelting van sterrenstelsels in M ​​31 geeft astronomen een kijkje in een van de belangrijkste gebeurtenissen in het verleden van de Melkweg.

Om de migratiegeschiedenis in M31 te traceren, wendde het team zich tot DESI . DESI is gebouwd om tientallen miljoenen sterrenstelsels en quasars in het nabije heelal in kaart te brengen om het effect van donkere energie op de uitdijing van het heelal te meten. Het is de krachtigste multi-object survey-spectrograaf ter wereld en kan de spectra van meer dan 100.000 sterrenstelsels per nacht meten. DESI's mogelijkheden van wereldklasse kunnen echter ook dichter bij huis worden gebruikt, en het instrument was cruciaal voor het onderzoek van de M31 door het team.

“ Deze wetenschap had in geen enkele andere faciliteit ter wereld kunnen worden gedaan. DESI's verbazingwekkende efficiëntie, doorvoer en gezichtsveld maken het tot het beste systeem ter wereld om de sterren in het Andromedastelsel te onderzoeken ', aldus Dey. “ In slechts een paar uur observatietijd was DESI in staat om meer dan een decennium aan spectroscopie te overtreffen met veel grotere telescopen. ”

Hoewel de Mayall-telescoop 50 jaar geleden werd voltooid (hij bereikte het eerste licht in 1973), blijft hij een astronomische faciliteit van wereldklasse dankzij voortdurende upgrades en ultramoderne instrumenten. " Vijftig jaar klinkt als een lange tijd, en naïef zou je kunnen denken dat dit de natuurlijke levensduur van een faciliteit is ", zegt co-auteur Joan R. Najita, ook bij NOIRLab. “ Maar met vernieuwing en hergebruik kan een eerbiedwaardige telescoop als de Mayall verbazingwekkende ontdekkingen blijven doen, ondanks dat hij naar de huidige maatstaven relatief klein is. ”

Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met twee studenten van de Harvard University, Gabriel Maxemin en Joshua Josephy-Zack, die via het Radcliffe Institute for Advanced Study bij het project betrokken waren. Najita was een Radcliffe Fellow van 2021 tot 2022.

Het team is nu van plan om de ongeëvenaarde mogelijkheden van DESI en de Mayall-telescoop te gebruiken om meer van de verre sterren van M 31 te verkennen, met als doel de structuur en immigratiegeschiedenis in ongekend detail te onthullen.

" Het is verbazingwekkend dat we naar de hemel kunnen kijken en miljarden jaren van de geschiedenis van een ander melkwegstelsel kunnen lezen, zoals geschreven in de bewegingen van zijn sterren - elke ster vertelt een deel van het verhaal", besluit Najita. “ Onze eerste waarnemingen overtroffen onze stoutste verwachtingen en we hopen nu met DESI een onderzoek uit te voeren van de volledige M31-halo. Wie weet welke nieuwe ontdekkingen er nog wachten!”



https://noirlab.edu/public/news/noirlab2304/?lang