Studenci tworzą mapę M-karłów w Drodze Mlecznej

studentsmapm

Dwoje studentów astronomii z Leiden University stworzyło pierwszą mapę całej Drogi Mlecznej zawierającą gwiazdy karłowate. Mapa wskazuje, że w całej Drodze Mlecznej znajduje się 58 miliardów karłów, z czego siedem procent przebywa w zewnętrznych regionach Galaktyki. Wynik ten stanowi jeden z najlepszych modeli rozkładu tego typu gwiazd w naszej Galaktyce. Wyniki badań ukazały się w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Droga Mleczna – galaktyka, w której żyjemy, składa się z wyraźnego, stosunkowo płaskiego dysku złożonego z bliskich sobie jasnych gwiazd oraz z halo – sfery gwiazd znacznie rzadziej rozłożonych wokół galaktyki. Astronomowie zakładają, że halo stanowi pozostałość po pierwszych galaktykach, których połączenie doprowadziło do powstania Drogi Mlecznej.

Aby dowiedzieć się dokładnie jak wygląda Droga Mleczna, astronomowie wykonywali wcześniej mapy zliczając gwiazdy na nocnym niebie. Studenci astronomii z Lejdy Isabel van Vledder oraz Dieuwertje van der Vlugt wykorzystali tą samą technikę w swoich badaniach. Jednak zamiast badać jasne gwiazdy studenci  wykorzystali dane zebrane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble dotyczące 274 karłów, które zostały zaobserwowane przez kosmiczne obserwatorium podczas gdy poszukiwało ono najodleglejszych galaktyk wczesnego Wszechświata. Dokładnie mówiąc, studenci skupili się na czerwonych karłach typu widmowego M.

Karły charakteryzują się niewielkim rozmiarem, a często także masą za niską do palenia wodoru w swoim wnętrzu. Jako ciepłe (raczej ciepłe niż gorące) obiekty często najlepiej widoczne są w bliskiej podczerwieni. Van Vledder mówi: „Astronomowie uważają, że tych gwiazd jest naprawdę bardzo dużo. To sprawia, że są one naprawdę odpowiednimi obiektami do mapowania Galaktyki, nawet jeżeli tak trudno je znaleźć.”

1-studentsmapm

Aby zbadać rozkład karłów typu M, Van Vledder oraz Van der Vlugt wykorzystali trzy modele gęstości, których astronomowie używają do opisania płaskiego dysku i halo, zarówno osobno jak i łącznie. Aby sprawdzić, który model najlepiej opisuje strukturę Drogi Mlecznej studenci zastosowali metodę Monte Carlo (Łańcuch Markowa). Van der Vlugt opisuje zasadę działania: „Pozwalamy programowi komputerowemu przetestowanie wszystkich możliwych wartości każdego parametru danego modelu. Następnie ustalamy wartości, które najlepiej odtwarzają dane obserwacyjne.”

Model zawierający zarówno dysk jak i halo okazał się idealnym dopasowanie. Z położenia 274 karłów M w próbce, van Vledder oraz van der Vlugt wywnioskowali obecność 58 miliardów karłów. Co więcej, udało im się także dokładnie oszacować liczbę karłów  w halo na 7% co okazało się wartością większą niż astronomowie wcześniej wywnioskowali dla całej Drogi Mlecznej.

Wyniki badań przeprowadzonych przez studentów są ważne dla dalszych badań za pomocą europejskiego teleskopu kosmicznego Euclid, którego start planowany jest na 2020 rok. Podobnie jak Hubble, Euclib będzie tworzył obrazy całego nieba w bliskiej podczerwieni. Van Vledder dodaje: „Dzięki naszym badaniom, astronomowie mogą teraz lepiej ocenić czy  to co widzą to odległa galaktyka czy też gwiazda w naszej własnej Galaktyce.” Studenci są przekonani, że obserwacje za pomocą teleskopu Euclid pozwolą na uzyskanie jeszcze dokładniejszego obrazu Drogi Mlecznej. Van der Vlugt oraz van Vledder wykonali swoje badania w ramach pracy licencjackiej z astronomii na Uniwersytecie w Lejdzie. Podczas badań współpracowali razem z astronomami Benne Holwerda, Matthew Kenworthy oraz Rychardem Bouwensem.

Więcej informacji:

Źródło: MNRAS / RAS