Исследование фиксирует последовательность изображений галактических соседей в локальной Вселенной

Национальный институт астрофизики (INAF) опубликовал изображения пяти галактик в местной Вселенной, полученные с помощью итальянского телескопа VST (VLT Survey Telescope), управляемого INAF в Чили. Новые изображения показывают эти знаковые галактики в мельчайших деталях, увековечивая их форму, цвета и распределение звезд на больших расстояниях от центра.

Две из них — неправильная галактика NGC 3109 и неправильный карлик Секстант А — расположены на краю так называемой Местной группы, в которую входит и наша галактика Млечный Путь, и находятся на расстоянии около 4 миллионов световых лет. Две другие галактики, великолепная спиральная галактика, известная как Южное колесо (но также NGC 5236 или M 83), и неправильная NGC 5253, расположены соответственно на расстоянии 15 и 11 миллионов световых лет от нас, а пятая и самая удаленная, спиральная галактика IC 5332, находится на расстоянии около 30 миллионов световых лет.

Наблюдения проводились в трех фильтрах, или цветах, в рамках исследования VST-SMASH (VST Survey of Mass Assembly and Structural Hierarchy), проекта, возглавляемого Кресченцо Тортора, исследователем из INAF в Неаполе, с целью понять механизмы, которые приводят к образованию множества различных галактик, населяющих космос.

Эти пять галактик являются частью выборки из 27 галактик, которые команда изучает с помощью VST, телескопа с зеркалом диаметром 2,6 метра, построенного в Италии и размещенного с 2012 года в обсерватории ESO на Серро-Параналь в Чили. Эти галактики были тщательно отобраны в той части неба, которая в ближайшие несколько лет будет также наблюдаться спутником Европейского космического агентства Euclid (ESA), чтобы обеспечить более подробный оптический аналог (до синих длин волн) космическим данным, собранным прибором VIS (на красных длинах волн) и прибором NISP в ближнем инфракрасном диапазоне.

Группа представила результаты исследования в статье , опубликованной в журнале The Messenger.

«Мы пытаемся понять, как формируются галактики в зависимости от их массы и морфологического типа. Это означает, что мы хотим узнать, как формируются звезды in situ, внутри галактик, а также как они накапливаются (ex situ) в результате процессов слияния, то есть синтеза, с другими галактиками», — объясняет Тортора, возглавляющий международную команду, в которую входят многие исследователи из различных центров INAF.

«Для этого нам нужно проследить цвета этих галактик вплоть до периферийных областей, чтобы иметь возможность исследовать наличие очень слабых структур, принадлежащих этим галактикам, и популяций тусклых галактик, вращающихся вокруг них. Это поможет проследить остатки галактических взаимодействий и, следовательно, ограничить иерархический процесс формирования космических структур».

Анализ собранных данных еще находится на ранней стадии, но наблюдения уже доказали свою эффективность, позволив команде исследовать галактики вплоть до очень низких поверхностных яркостей, которые еще несколько лет назад было трудно наблюдать.

Телескоп VST с его большим полем зрения в один градус в квадрате, что примерно в четыре раза больше площади полной Луны на небе, был ключевым инструментом, который позволил сделать эти изображения за относительно короткое время — наблюдая поле вокруг этих галактик в трех фильтрах, с 10 часами наблюдений на градус в квадрате. Для сравнения, получение одного из таких изображений с помощью космического телескопа «Хаббл» потребовало бы многих последовательных экспозиций.

«Впервые все эти галактики наблюдаются так глубоко и детально, да еще и с однородными данными», — добавляет Тортора. В ближайшие годы только Евклид достигнет наших оптических глубин, но он не сможет рассчитывать на огромный охват в оптических длинах VST».

«Обсерватория Веры Рубин, с другой стороны, хотя и наблюдает в спектральных областях, сходных с нашей, достигнет таких же глубин только после многих лет наблюдений. Это делает VST инструментом, который еще может сказать свое слово, и дает надежду на получение интересных результатов в рамках нашего исследования», — заключает он.

Наблюдения, проведенные с помощью телескопа VST, открывают новые горизонты для понимания эволюции галактик и механизмов их формирования. В частности, исследование позволяет детально изучить, как взаимодействия между галактиками влияют на их морфологию и распределение звезд. Тортора и его команда надеются выявить закономерности, которые помогут объяснить сложные процессы, происходящие на разных стадиях формирования галактик.

Сравнение полученных данных с будущими наблюдениями спутника Euclid позволит уточнить теорию о структуре Вселенной и расширит наши представления о темной материи и её влиянии на галактики. Наблюдения VST уже показывают, что даже слабые структуры, которые раньше оставались незамеченными, могут оказывать значительное влияние на динамику галактик.

Следующие шаги в рамках проекта включают не только дополнительные наблюдения, но и анализ данных с целью выявления новых объектов и структур. Ожидается, что новые находки помогут понять, как звездные популяции формируются и развиваются в условиях галактических взаимодействий. Тем самым эти исследования могут стать ключевыми в изучении более широких аспектов астрофизики и космологии.