Астрономи вперше показали, що навіть найменші галактики у Всесвіті мають складні структури, які вказують на складну історію. Використовуючи телескоп Subaru, команда астрономів з Національної астрономічної обсерваторії Японії, Інституту фізики в Литві, Даремського університету, Паризької обсерваторії, Кіотського університету, Астрономічної обсерваторії Гунми та Токіоського університету виявила розширений ореол зірки з різким відсіченням у карликовій неправильній галактиці Лев А, член Локальної групи галактик, що включає Чумацький Шлях. Це відкриття кидає виклик сучасним сценаріям утворення галактик, показуючи, що замість того, щоб бути зберігачами незайманих будівельних блоків, які об'єдналися для формування більших галактик, карликові нерегулярні галактики мають свою історію нарощування.
Розуміння формування та еволюції галактик у часових масштабах, порівнянних із епохою Всесвіту, - одна з найбільших проблем астрономії. У сценаріях стандартної космології (Примітка 1) галактики будуються за допомогою ієрархічного злиття: невеликі коливання первинної щільності при плавному розподілі речовини в ранньому Всесвіті зростають і об'єднуються, утворюючи більші структури, як Чумацький Шлях. Найчисленніший тип галактик у Всесвіті - карликові нерегулярні галактики (Примітка 2) - повинен зберігати свої властивості незмінними протягом мільярдів років і являти собою незаймані первісні будівельні блоки. Це одна з причин, чому астрономи останнім часом з великим інтересом вивчають карликові нерегулярні галактики.
Команда під керівництвом професорів Нобуо Арімото (Національна астрономічна обсерваторія Японії) та Владаса Вансевічуса (Інститут фізики, Литва) вивчила Лева А - ізольовану та надзвичайно багату газом карликову нерегулярну галактику із лише 0,01% маси Чумацького Шляху та хімічні елементи з низькою фракцією, вироблені попередніми поколіннями зірок. Ці характеристики говорять про те, що ця галактика розвивалася без значної взаємодії з іншими галактиками. Вважається, що ця галактика має досить просту будову, на відміну від великих дискових галактик, як Чумацький Шлях. Однак цей погляд потрібно змінити через глибоке зображення зовнішніх областей цієї галактики за допомогою телескопа Subaru.
До цих спостережень Лео А вже було відомо, що він має великі кутові розміри (7 ′ x 5 ′; Примітка 3), а телескоп Subaru, оснащений його основною фокусною камерою (Suprime-Cam), був ідеальним інструментом для вивчення зірок на Зовнішні межі галактики (рис. 1). Одинарна експозиція із Suprime-Cam охоплює поле зору 34 ′ x 27 ′ (розмір пікселя 0 ”.2 x 0” .2) з високою чутливістю. У листопаді 2001 р. Команда придбала оптичні зображення карликової нерегулярної галактики Лео А з трьома широкосмуговими фільтрами. Для того, щоб простежити всю ступінь старих зірок у Лео А, команда використовувала зірки червоної гігантської гілки (RGB), які еволюціонували низько -масові зірки з дуже високою світністю і, як очікується, добре представлятимуть розширені структури галактик. Вони дослідили всередині еліпса напівмагістральної осі a = 12 ′, який повністю охоплює галактику, і виявили 1394 RGB-зірки, розподілені симетрично і плавно в цьому полі.
На рис. 2 показаний радіальний профіль щільності чисельності поверхні червоних гігантських зірок. Команда виявила значно більшу структуру диска (з напівмагістральною віссю 5,5 ′), ніж відома раніше (3,5 ′). Більше того, глибокі спостереження дозволили виявити новий зоряний компонент у карликових нерегулярних галактиках, який команда називає «ореолом? (5,5′-7,5 ′), який має менш крутий нахил у щільності чисельності RGB-зірок. Компонент ореолу закінчується на відстані 8 ′ від центру галактики різким зрізом у розподілі RGB зірки. Існування такої ореольної структури в карликових нерегулярних галактиках було непідтверджено до цих спостережень.
Розмір Лева А, виявлений цими новими спостереженнями, вдвічі більший за його раніше прийнятий розмір, що дозволяє припустити, що навіть у сусідньому Всесвіті ми бачимо галактики лише як «підказки айсбергів», які насправді в кілька разів більше.
Нещодавно виявлений ореол з різким зоряним відсіченням та диском карликової нерегулярної галактики Лев А дуже нагадує будову, а також зоряний та газоподібний вміст у великих повноцінних дискових галактиках, як Чумацький Шлях. Вважається, що складна структура великих масивних галактик є результатом злиття менш масивних галактик, таких як карликові неправильні. Однак це дослідження чітко показує, що нерегулярна галактика карликів Лев А вже має дискові та ореольні компоненти, і пропонує складні історії нарощування навіть для дуже малих галактик, таких як Лев А, які, як передбачається, формуються безпосередньо з коливань первісної щільності в ранній Всесвіт (Примітка 1) і ставить під сумнів сучасне розуміння еволюції галактики. Професори Н. Арімото та В. Вансевічус вважають, що Лев А - камінь «Розетта»? (Примітка 4) для розуміння процесу утворення та еволюції галактик.
Науковий документ про це дослідження було прийнято до публікації в „Листах астрофізичного журналу” 20 серпня 2004 року (Том 611, № 2, L93).
Оригінальне джерело: Subaru News Release
