Stele tinere și slabe dezvăluie că galaxia spirală Messier 74 ar putea fi de două ori mai mare decât se credea
Astronomii au descoperit o populație slabă de stele tinere care se întinde mult dincolo de marginea cunoscută a galaxiei spirale Messier 74 (M74), sugerând că aceasta ar putea fi de aproape două ori mai mare decât se măsurase anterior. Rezultatele studiului au fost publicate pe 4 septembrie în revista Astronomy & Astrophysics.
Galaxiile cresc de-a lungul timpului prin acumularea de gaz din mediul înconjurător. Deoarece gazul nou-venit se rotește mai repede față de centru, acesta nu poate colapsa complet spre nucleu, ci se așază în discul exterior, unde declanșează formarea de stele noi. Rămâne însă neclar dacă această creștere este lină și graduală sau are loc în episoade rapide și explozive. Interactionale gravitaționale cu galaxii satelit pot, de asemenea, provoca episoade de formare stelară în regiunile periferice ale discurilor galactice.
Un mod de a identifica o astfel de creștere îl reprezintă „discul ultraviolet extins” (XUV), care urmărește stelele tinere dincolo de limita tradițională a galaxiei, așa cum este văzută în lumină optică. Însă astronomii dezbat încă modul de definire a acestei „granițe optice”, ceea ce face dificilă clasificarea discurilor XUV.
Messier 74, situată la aproximativ 30 de milioane de ani-lumină de Pământ, era deja cunoscută ca un caz interesant. Are o structură spirală bine conturată, dar prezintă mai multe semne de acumulare a populațiilor stelare. Discul său de hidrogen neutru (HI), neobișnuit de dezordonat, deformat și extins, indică o acumulare recentă de gaz. Patru supernove au fost detectate în această galaxie, iar un studiu din 2007 o semnala ca găzduind un disc XUV.
În noul studiu, cercetătorii conduși de Ignacio Ruiz Cejudo, de la Institutul de Astrofizică din Insulele Canare, au folosit imagini optice de mare adâncime pentru a detecta o populație stelară slabă la periferia galaxiei M74. Cu ajutorul unor imagini cu expunere extrem de lungă (5,4–6,5 ore pe filtru), obținute cu un nou telescop numit Transient Survey Telescope (TST) de la Observatorul Teide, aceștia au reușit să detecteze o lumină mult mai slabă decât sondajele optice standard, precum Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Munca lor a scos la iveală o structură stelară extrem de slabă și distinct albastră, care se întinde până la 30 de kiloparseci (aproximativ 97.800 de ani-lumină) de la centrul galaxiei, mult dincolo de raza cunoscută anterior a discului, de circa 14 kiloparseci (aproximativ 45.600 de ani-lumină) — aproape dublând dimensiunea galaxiei.
Comparând rezultatele cu date de arhivă privind hidrogenul neutru (sondajul THINGS) și radiația ultravioletă (satelitul GALEX), cercetătorii au constatat că noua structură optică se aliniază cu contururile exterioare ale hidrogenului neutru și cu discul ultraviolet extins cunoscut anterior. „Acum, datele noastre optice ultra-profunde reconciliază dimensiunea aparentă a galaxiei cu extensiile observate în HI și UV”, au scris autorii în lucrarea lor.
O analiză a culorilor stelelor, folosind un model de populație stelară, sugerează că acestea s-au format acum aproximativ 640 de milioane de ani. Estimarea depinde de metalicitate, vârstele posibile variind de la circa 260 de milioane de ani până la puțin peste un miliard de ani — extrem de recent la scara timpului galactic.
Pe baza vârstei stelelor, echipa favorizează scenariul unei apropieri gravitaționale strânse de o galaxie satelit neregulată și albastră. „Având în vedere acest lucru și inspecția vizuală a câmpului, propunem o trecere recentă a galaxiei UGC 1176, acum cel puțin un miliard de ani, ca declanșator al noii formări stelare în regiunile exterioare”, concluzionează cercetătorii.
Echipa a ajuns la scenariul întâlnirii gravitaționale comparând vârsta estimată a stelelor noi cu timpul necesar unei astfel de întâlniri pentru a declanșa formarea stelară la periferie. Dacă acest tip de creștere rapidă, explozivă, declanșată de o trecere apropiată, este comună în univers sau dacă M74 reprezintă un caz neobișnuit rămâne o întrebare pentru cercetări viitoare.
