Astronomen beobachten gruppeninternes Licht – das schwer fassbare Leuchten zwischen fernen Galaxien

Ein internationales Team von Astronomen hat eine neue Technik auf eine Gruppe von Galaxien und das schwache Licht zwischen ihnen – bekannt als „Intragruppenlicht“ – angewendet, um die dort lebenden Sterne zu charakterisieren.

Hauptautor der Studie veröffentlicht in MNRASsagte Dr. Cristina Martínez-Lombilla von der School of Physics der UNSW Science: „Wir wissen fast nichts über gruppeninternes Licht.

„Die hellsten Teile des gruppeninternen Lichts sind etwa 50-mal schwächer als der dunkelste Nachthimmel der Erde. Es ist extrem schwer zu erkennen, selbst mit den größten Teleskopen auf der Erde – oder im Weltraum.“

Mit ihrer empfindlichen Technik, die das Licht von allen Objekten außer dem gruppeninternen Licht eliminiert, entdeckten die Forscher nicht nur das gruppeninterne Licht, sondern waren auch in der Lage, die Geschichte der Sterne, die es bevölkern, zu untersuchen und zu erzählen.

„Wir haben die Eigenschaften der Sterne innerhalb der Gruppe analysiert – diese streunenden Sterne zwischen die Galaxiengruppen. Wir haben uns das Alter und die Häufigkeit der Elemente angesehen, aus denen sie bestehen, und dann haben wir diese Merkmale mit den Sternen verglichen, die noch zu Galaxiengruppen gehören“, sagte Dr. Martínez-Lombilla.

„Wir fanden heraus, dass das Licht innerhalb der Gruppe jünger und weniger metallreich ist als das der umgebenden Galaxien.“

Wiederaufbau der Geschichte des gruppeninternen Lichts

Die verwaisten Sterne im gruppeninternen Licht waren nicht nur „anachronistisch“, sie schienen auch einen anderen Ursprung zu haben als ihre nächsten Nachbarn. Die Forscher fanden heraus, dass der Charakter der Sterne innerhalb der Gruppe dem nebulösen „Schweif“ einer weiter entfernten Galaxie ähnelte.

Die Kombination dieser Hinweise ermöglichte es den Forschern, die Geschichte – die Geschichte – des gruppeninternen Lichts und wie seine Sterne in ihrem eigenen stellaren Waisenhaus gesammelt wurden, zu rekonstruieren.

„Wir glauben, dass diese einzelnen Sterne an einigen Stellen von ihren Heimatgalaxien entfernt wurden und jetzt frei schweben, indem sie der Schwerkraft der Gruppe folgen“, sagte Dr. Martínez-Lombilla. „Das Stripping, auch Gezeitenstripping genannt, wird durch den Vorbeizug massereicher Satellitengalaxien – ähnlich der Milchstraße – verursacht, die Sterne mit sich ziehen.“

Dies ist das erste Mal, dass das gruppeninterne Licht dieser Galaxien beobachtet wurde.

„Die Enthüllung der Menge und des Ursprungs des gruppeninternen Lichts liefert einen fossilen Nachweis aller Wechselwirkungen, die eine Gruppe von Galaxien durchlaufen hat, und bietet einen ganzheitlichen Überblick über die Wechselwirkungsgeschichte des Systems“, sagte Dr. Martínez-Lombilla.

„Außerdem haben sich diese Ereignisse vor langer Zeit ereignet. Die Galaxien [we’re looking at] sind so weit entfernt, dass wir sie so beobachten, wie sie vor 2,5 Milliarden Jahren aussahen. So lange dauert es, bis ihr Licht uns erreicht.“

Durch die Beobachtung von Ereignissen vor langer Zeit in so weit entfernten Galaxien tragen die Forscher wichtige Datenpunkte zur langsam brennenden Entwicklung kosmischer Ereignisse bei.

Maßgeschneidertes Bildbearbeitungsverfahren

Die Forscher entwickelten eine einzigartige Technik, um diese durchdringende Sicht zu erreichen.

„Wir haben ein maßgeschneidertes Bildverarbeitungsverfahren entwickelt, mit dem wir die schwächsten Strukturen im Universum analysieren können“, sagte Dr. Martínez-Lombilla.

„Es folgt den Standardschritten für die Untersuchung schwacher Strukturen in astronomischen Bildern – was eine 2D-Modellierung und die Entfernung des gesamten Lichts mit Ausnahme des Lichts innerhalb der Gruppe beinhaltet. Dies schließt alle hellen Sterne in den Bildern ein, die Galaxien, die das verdecken.“ gruppeninternes Licht und eine Subtraktion der Kontinuumsemission vom Himmel.

„Was unsere Technik von anderen unterscheidet, ist, dass sie vollständig auf Python basiert, also sehr modular und einfach auf verschiedene Datensätze von verschiedenen Teleskopen anwendbar ist, anstatt nur für diese Bilder nützlich zu sein.

„Das wichtigste Ergebnis ist, dass bei der Untersuchung sehr schwacher Strukturen um Galaxien jeder Schritt im Prozess zählt und jedes unerwünschte Licht berücksichtigt und entfernt werden sollte. Andernfalls werden Ihre Messungen falsch sein.

Die in dieser Studie vorgestellten Techniken sind ein Pilotprojekt, das zukünftige Analysen des gruppeninternen Lichts fördert, sagte Dr. Martínez-Lombilla.

„Unser wichtigstes langfristiges Ziel ist es, diese Ergebnisse auf eine große Stichprobe von Galaxiengruppen auszudehnen. Dann können wir uns Statistiken ansehen und die typischen Eigenschaften bezüglich der Entstehung und Entwicklung des Lichts innerhalb der Gruppe und dieser extrem häufigen Systeme herausfinden Gruppen von Galaxien.

„Dies ist eine Schlüsselarbeit für die Vorbereitung der nächsten Generation von tiefen All-Sky-Durchmusterungen, wie sie mit dem Euclid-Weltraumteleskop und dem LSST mit dem Vera C. Rubin-Observatorium durchgeführt werden.“