Ett internationellt team av astronomer använde en ny metod för att karakterisera stjärnorna som finns i en grupp av galaxer och "intra-gruppljus", ett svagt ljus mellan dem.
De ljusaste delarna av ljuset inom gruppen är ~50 gånger svagare än den mörkaste natthimlen på jorden. Det är svårt att upptäcka, även med de största teleskopen på jorden - eller i rymden.
Astronomer använde sin känsliga teknik för att eliminera ljus från alla föremål utom ljus inom gruppen. De upptäckte ljuset inom gruppen men kunde studera och berätta historien om stjärnorna som befolkar det.
Dr Cristina Martínez-Lombilla från School of Physics vid UNSW Science sa, ”Vi analyserade egenskaperna hos interngruppen stjärnor — dessa herrelösa stjärnor mellan galaxgrupperna. Vi tittade på åldern och mängden av de element som bestod av dem, och sedan jämförde vi dessa egenskaper med stjärnorna som fortfarande tillhör galaxgrupper."
"Vi fann att ljuset inom gruppen är yngre och mindre metallrikt än de omgivande galaxerna."
De föräldralösa stjärnorna i ljuset inom gruppen var "anakronistiska" och verkade komma från en annan plats än sina närmaste grannar. Enligt forskarna liknade karaktären hos stjärnorna inom gruppen den dunkla "svansen" på en avlägsen galax.
Genom att kombinera dessa tips kunde forskarna rekonstruera historien - berättelsen - om ljuset inom gruppen och hur dess stjärnor hamnade i deras eget stjärnbarnhem.
Dr Martínez-Lombilla sade, "Vi tror att dessa individuella stjärnor vid vissa tillfällen avlägsnades från sina hemgalaxer, och nu flyter de fritt och följer gruppens gravitation. Avskaffningen, som kallas tidvattenstrippning, orsakas av passage av massiva satellitgalaxer - liknande Vintergatan — som drar stjärnor i deras kölvatten.
"Detta är första gången som dessa galaxers ljus inom gruppen har observerats."
"Att avslöja mängden och ursprunget för ljuset inom gruppen ger en fossil förteckning över alla interaktioner som en grupp av galaxer har genomgått och ger en holistisk bild av systemets interaktionshistoria."
"Dessa händelser inträffade också för länge sedan. Galaxerna [vi tittar på] är så långt borta att vi observerar dem som de var för 2.5 miljarder år sedan. Det är så lång tid det tar för deras ljus att nå oss.”
"Vi har utvecklat en skräddarsydd bildbehandlingsprocedur som gör att vi kan analysera de svagaste strukturerna i Universum", sa Dr. Martínez-Lombilla."
"Den följer standardstegen för studier av svaga strukturer i astronomiska bilder - vilket innebär 2D-modellering och avlägsnande av allt ljus förutom det som kommer från ljuset inom gruppen. Detta inkluderar alla ljusa stjärnor i bilderna galaxer skymmer ljuset inom gruppen, och en subtraktion av kontinuumemissionen från himlen."
"Vad som gör vår teknik annorlunda är att den är helt Python-baserad, så den är väldigt modulär och lätt att applicera på olika uppsättningar data från olika teleskop istället för att bara vara användbar för dessa bilder."
"Det viktigaste resultatet är att när man studerar mycket svaga strukturer runt galaxer, så räknas varje steg, och varje oönskat ljus bör beaktas och tas bort. Annars blir dina mått fel.”
Teknikerna som presenteras i denna studie är en pilot som uppmuntrar framtida analyser av ljus inom gruppen."
Vårt primära långsiktiga mål är att utöka dessa resultat till ett stort urval av en grupp galaxer. Sedan kan vi titta på statistik och ta reda på de typiska egenskaperna för bildandet och utvecklingen av ljuset inom gruppen och dessa extremt vanliga system av grupper av galaxer.”
"Detta är nyckelarbete för att förbereda nästa generations djupa undersökningar av himlen, som de som ska utföras med rymdteleskopet Euclid och LSST med Vera C. Rubin Observatory."
Tidskriftsreferens:
- Cristina Martínez-Lombilla, Sarah Brough, et al. Galaxy And Mass Assembly (GAMA): utökat intragruppljus i en grupp vid z = 0.2 från djupa Hyper Suprime-Cam-bilder. Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society, 2023; 518 (1): 1195 DOI: 10.1093/mnras/stac3119
