Aliran Bintang Globular Pertama Ditemui di Luar Galaksi Bima Sakti: Satu Cara Baharu untuk Mengesan Jirim Gelap

Bagaimana Ia Ditemui dalam Data Arkib Hubble

Aliran ini dikesan dalam imej sedia ada dari Kamera Termaju untuk Tinjauan (ACS) Teleskop Angkasa Hubble yang asalnya diambil untuk tujuan lain . Pasukan penyelidik menyusuri data arkib untuk mencari tanda-tanda morfologi terganggu di sekitar UGC 9050-Dw1 — sebuah galaksi yang sudah diketahui mempunyai banyak gugusan globular (kira-kira 52 ± 12 dikenal pasti) dan menunjukkan kepulan pasang surut dari interaksi sebelumnya . Pasukan itu menyedari adanya ciri bintang nipis yang memanjang dari salah satu gugusan globular galaksi tersebut, sepadan dengan tanda aliran pasang surut . Ahli astrofizik dari Universiti Northwestern, Catherine Fielder, adalah sebahagian daripada kerja awal yang mencirikan populasi gugusan globular galaksi ini .

UGC 9050-Dw1 adalah galaksi ultra-difus (UDG), sejenis galaksi dengan kecerahan permukaan yang sangat rendah. Ia mempunyai jumlah gugusan globular yang luar biasa banyak — kira-kira 20% daripada jumlah cahayanya datang dari gugusan bintang padat ini .

Bagaimana Aliran Bintang Mengesan Jirim Gelap

Morfologi aliran bintang — lebar, kelengkungan, serta sebarang jurang atau liku di sepanjangnya — secara langsung mengekod medan graviti yang dilaluinya . Jika jirim gelap bersifat "sejuk" dan berketul-ketul, aliran akan terganggu oleh banyak subhalo berjisim rendah, mewujudkan jurang dan bengkok yang tersendiri. Jika jirim gelap bersifat suam atau mempunyai ciri yang berbeza, populasi subhalo berubah, menghasilkan bentuk aliran yang berbeza. Dengan memodelkan aliran yang diperhatikan di UGC 9050-Dw1, pasukan telah mula menguji model jirim gelap pada jarak yang sebelum ini mustahil .

Menggunakan pendekatan pemodelan generatif yang dipanggil X-Stream, pasukan terus memasang model dinamik pada bentuk aliran untuk mengekang jisim gugusan globular asal dan membentangkan kekangan halo pertama berasaskan aliran untuk galaksi ultra-difus . Kerja ini menunjukkan bahawa UGC 9050-Dw1 memiliki halo jirim gelap dengan ciri-ciri struktur tertentu .

Revolusi Yang Akan Datang: Roman, Euclid, dan Rubin

Pasukan menjangkakan bahawa pengesanan ini hanyalah permulaan. Misi-misi akan datang akan memperluaskan pemburuan secara mendadak:

• Teleskop Angkasa Nancy Grace Roman (NASA) — Dengan pengimejan medan luas 200 megapikselnya, Roman boleh meninjau keseluruhan galaksi berhampiran dalam satu tangkapan, menyelesaikan aliran bintang nipis yang memerlukan ratusan imej Hubble untuk diliputi . Roman direka khas untuk mengkaji aliran bintang dan diramalkan akan menemui berpuluh-puluh aliran gugusan globular di galaksi luar . Sebuah artikel Sains NASA menyatakan bahawa Roman "akan menjadi alat yang sangat baik untuk mencari aliran bintang nipis" di luar Bima Sakti buat pertama kalinya .
• Euclid (ESA) — Tinjauan optik dan inframerah dekatnya yang luas akan memetakan ciri pasang surut ekstragalaksi merentasi kawasan langit yang besar, melengkapi pemerhatian tertumpu Roman yang lebih mendalam .
• Balai Cerap Vera C. Rubin (LSST) — Simulasi menunjukkan bahawa LSST sahaja boleh memerhati 1,000 atau lebih bintang dalam 40–100 aliran gugusan globular di luar Bima Sakti .

Projek-projek yang dibiayai oleh Majlis Penyelidikan Eropah seperti BeyondSTREAMS dan EXTRADARK sudah pun menyediakan rangka kerja teori yang diperlukan untuk mentafsir data aliran yang banyak daripada kemudahan-kemudahan ini .

Bersama-sama, balai cerap ini akan mengubah segelintir aliran ekstragalaksi yang diketahui menjadi sampel statistik, membolehkan pengukuran jirim gelap yang tepat merentasi pelbagai jenis dan persekitaran galaksi .