Als professioneller Astronomie-Journalist lese ich aMengevon wissenschaftlichen Arbeiten. Es ist noch gar nicht so lange her, dass ich mich daran erinnere, mich mit Galaxiengruppen beschäftigt zu haben – insbesondere mit dem Thema Dunkle Materie und Zwerggalaxien. Stellen Sie sich meine Überraschung vor, als ich erfahre, dass zwei meiner Freunde, die hoch angesehene Astrofotografen sind, hart daran gearbeitet haben, tiefgründige Wissenschaft zu betreiben. Wenn Sie mit den Leistungen von Ken Crawford und R. Jay Gabany nicht vertraut sind, werden Sie es bald sein. Treten Sie hier ein und lassen Sie sich von uns sagen, warum „es wichtig ist“…
Laut Kens Berichten ist Cold Dark Matter (oder CDM) eine Theorie, dass das meiste Material im Universum nicht gesehen werden kann (dunkel) und sich sehr langsam bewegt (kalt). Es ist die führende Theorie, die hilft, die Entstehung von Galaxien, Galaxiengruppen und sogar die derzeit bekannte Struktur des Universums zu erklären. Eines der Probleme mit der Theorie besteht darin, dass sie große Mengen kleiner Satellitengalaxien, sogenannte Zwerggalaxien, vorhersagt. Diese kleinen Galaxien haben etwa das 1000stel der Masse unserer Milchstraße, aber das Problem ist, dass sie nicht beobachtet werden. Wenn diese Theorie richtig ist, wo sind dann all die riesigen Mengen an Zwerggalaxien, die dort sein sollten?
Betreten Sie den professionellen Starstream-Jäger Dr. David Martinez-Delgado. David ist der Hauptforscher des Stellar Tidal Stream Survey am Max-Planck-Institut in Heidelberg, Deutschland. Er glaubt, dass der Grund, warum wir keine großen Mengen an Zwerggalaxien sehen, darin besteht, dass sie von größeren Galaxien als Teil der Galaxienentstehung absorbiert (gefressen) werden. Wenn dies richtig ist, sollten wir in Beobachtungen Überbleibsel dieser Verschmelzungen finden. Diese Überreste würden sich als Spuren von Zwerggalaxien-Trümmern zeigen, die hauptsächlich aus Sternen bestehen. Diese Trümmerspuren werden Sternströme genannt.
„Das Hauptziel unseres Projekts ist es, zu überprüfen, ob die Frequenz von Strömen um Milchstraßen-ähnliche Galaxien im Lokaluniversum mit CDM-Modellen übereinstimmt, die denen des Films ähneln.“ stellt Dr. Martinez-Delgado klar. „Die Zerstörung von Galaxien durch die Gezeiten reicht jedoch nicht aus, um das fehlende Satellitenproblem der CDM-Kosmologie zu lösen. Bisher ist die beste Erklärung, dass einige Halos aus Dunkler Materie keine Sterne im Inneren bilden können, das heißt, unsere Galaxie würde von einigen Hunderten reiner Dunkler Materie-Satelliten umgeben.“
Treten Sie dem professionellen Team von Star Stream Hunters bei. Das internationale Team professioneller Astronomen unter der Leitung von Dr. David Martinez-Delgado hat riesige Sternenströme an der Peripherie naher Spiralgalaxien identifiziert. Mit tiefen Bildern zeigte er den Prozess des galaktischen Kannibalismus, von dem angenommen wird, dass er zwischen der Milchstraße und der Schütze-Zwerggalaxie stattfindet. Dies ist in unserem eigenen Hinterhof! Ein Teil der Arbeit besteht darin, mithilfe von Computermodellen zu zeigen, wie größere Galaxien verschmelzen und die kleineren absorbieren.
Dieses Bild wurde invertiert und kontrastverstärkt, um die schwachen Schalenmerkmale und Trümmerfragmente anzuzeigen. Das am weitesten entfernte Fragment ist 140 kpc in Projektion vom Zentrum der Galaxie entfernt. Bildnachweis: Ken Crawford
„Unser Beobachtungsansatz basiert auf tiefen Farb-Helligkeits-Diagrammen, die genaue Entfernungen, Oberflächenhelligkeit und die Eigenschaften der Sternpopulation der untersuchten Region dieses Gezeitenstroms liefern.“ sagt Dr. Martinez-Delgado (et al). „Diese Entdeckungen sind auch starke Beobachtungsbeweise dafür, dass es sich bei dem von der Sloan Digitized Sky Survey entdeckten Gezeitenstrom um von den Gezeiten abgezogenes Material des Sagittarius-Zwergs handelt, und unterstützen die Idee, dass der Gezeitenstrom die Milchstraße vollständig in einer fast polaren Umlaufbahn einhüllt. Wir bestätigen diese Entdeckungen auch, indem wir numerische Simulationen des Sagittarius-Zwergs und der Milchstraße durchführen. Dieses Modell reproduziert die aktuelle Position und Geschwindigkeit des Hauptkörpers des Schützen und stellt einen langen Gezeitenstrom dar, der durch die Wechselwirkung der Gezeiten mit dem Milchstraßenpotential gebildet wird.“Betreten Sie das Amateurteam unter der Leitung von R. Jay Gabany. David rekrutierte eine kleine Gruppe von Amateur-Astrofotografen, um diese Sternfossilien und ihren kosmischen Tanz um nahe Galaxien zu suchen und zu entdecken, und zeigte damit, warum es so wenige Zwerggalaxien gibt.
„Unsere Beobachtungen haben zur Entdeckung von sechs bisher unentdeckten gigantischen Sternstrukturen in den Halos mehrerer Galaxien geführt, die wahrscheinlich mit Trümmern von Satelliten verbunden sind, die vor langer Zeit durch Gezeiten zerstört wurden. Darüber hinaus haben wir auch mehrere enorme stellare Strukturen bestätigt, über die zuvor in der Literatur berichtet wurde, die jedoch noch nie als Gezeitenströme interpretiert wurden.“ sagt die Mannschaft. „Unsere Galaxiensammlung präsentiert eine Reihe von Gezeitenphänomenen mit auffallend unterschiedlichen morphologischen Eigenschaften. Unsere Beobachtungen haben nicht nur große kreisförmige Merkmale identifiziert, die dem die Milchstraße umgebenden Sagittarius-Strom ähneln, sondern auch enorme Strukturen aufgedeckt, die Dutzende von Kiloparsec in die Halos der zentralen Spirale ihres Wirts hineinreichen. Wir haben auch abgelegene Schalen, riesige Trümmerwolken in galaktischen Halos, Jet-ähnliche Merkmale, die aus galaktischen Scheiben auftauchen, und großräumige, diffuse Strukturen gefunden, die mit ziemlicher Sicherheit mit den Überresten uralter, bereits gründlich zerstörter Satelliten verwandt sind. Zusammen mit diesen Überresten möglicherweise längst verstorbener Gefährten erfasste unsere Untersuchung auch überlebende Satelliten, die bei Gezeitenunterbrechungen gefangen wurden. Einige von ihnen zeigen lange Schwänze, die sich vom Vorläufersatelliten weg erstrecken, sehr ähnlich den Vorhersagen kosmologischer Simulationen.“
Das 0,5-Meter-Ritchey-Chretien-Teleskop des Blackbird-Observatoriums befindet sich auf einer Höhe von 7300 Fuß (2225 Meter) unter spektakulär klarem und dunklem Himmel in den südlichen zentralen Sacramento Mountains von New Mexico, in der Nähe von Mayhill. Bildnachweis: R. Wodaski
Können Sie sich vorstellen, wie aufregend es ist, Teil der Deep Blue Science zu sein? Es ist eine Sache, ein guter Astrofotograf zu sein – sogar ein außergewöhnlicher Astrofotograf –, aber Ihre Bilder und Verarbeitung von so hoher Qualität zu haben, dass sie zu echter astronomischer Forschung beitragen, wäre eine unglaubliche Ehre. Fragen Sie einfach Ken Crawford…
„Vor einigen Jahren wurde ich gebeten, Teil dieses Teams zu werden und habe mehrere Beiträge zur Umfrage geleistet. Ich freue mich, Ihnen mitteilen zu können, dass mein jüngster Beitrag zu einem professionellen Schreiben geführt hat, das kürzlich von der . angenommen wurdeAstronomisches Journal.“ kommentiert Ken. „Es gibt ein paar Dinge, die das zu etwas ganz Besonderem machen. Einer ist, dass Carlos Frenk, der Direktor des Institute for Computational Cosmology an der Durham University (UK) und sein Team herausfanden, dass mein Bild der Galaxie NGC7600 ähnlich genug war, um ihr Computermodell (Simulation) zu validieren, wie sich größere Galaxien durch Absorption von Satelliten bilden Zwerggalaxien und warum wir heute keine große Anzahl von Zwerggalaxien sehen.“
Dr. Carlos Frenk war in mehreren Fernsehsendungen auf demWissenschaftundEntdeckungKanäle, um nur einige zu nennen, um einige dieser erstaunlichen Simulationen zu erklären und zu zeigen. Er ist Direktor des Institute for Computational Cosmology an der Durham University (UK) und war einer der Gewinner des Kosmologiepreises 2011 der Peter und Patricia Gruber Foundation.
„Das Modell der kalten dunklen Materie ist zum führenden theoretischen Bild für die Strukturbildung im Universum geworden. Dieses Modell macht zusammen mit der Theorie der kosmischen Inflation eine klare Vorhersage für die Anfangsbedingungen der Strukturbildung und sagt voraus, dass Strukturen durch gravitative Instabilität hierarchisch wachsen.“ sagt Frenk (et al). „Um dieses Modell zu testen, müssen die präzisen Messungen von Galaxiendurchmusterungen mit robusten und ebenso präzisen theoretischen Berechnungen verglichen werden.“
Das Rancho Del Sol Observatory befindet sich in den Ausläufern der nordkalifornischen Sierra Mountains etwa eine Stunde nördlich von Sacramento. Es beherbergt ein 0,5-Meter-Ritchey-Chretien-Teleskop. Bildnachweis: Ken Crawford
Und es erfordert sehr genaue Darstellungen von Studien. Laut dem Team wurde diese Pilotdurchmusterung mit drei privaten Observatorien in den USA und Australien durchgeführt, die mit bescheidenen Teleskopen ausgestattet sind. Jeder Beobachtungsplatz bietet einen sehr dunklen, klaren Himmel mit einem Seeing, das routinemäßig bei und oft unter 1,5 Bogensekunden liegt. Diese Teleskope werden von RC Optical Systems hergestellt und folgen einem klassischen Ritchey-Chretien-Design. Die Observatorien werden mit Computern vor Ort gesteuert, die einen Fernbetrieb und eine Fernsteuerung von jedem globalen Standort mit Highband-Webzugriff ermöglichen. Jedes Observatorium verwendet bewährte, weit verbreitete Remote-Desktop-Steuerungssoftware. Die robotische Orchestrierung aller Observatoriums- und Instrumentenfunktionen, einschließlich mehrerer Zielerfassungs- und Datendurchläufe, wird unter Verwendung der verfügbaren Skriptsoftware durchgeführt. Für Galaxien mit einer erweiterten Winkelgröße wurde zusätzlich ein Weitfeldinstrument verwendet. Zu diesem Zweck wählten sie den Astro Physics Starfire 160EDF6, einen Refraktor mit kurzer Brennweite (f/7) und 16 cm Apertur, der ein FOV von 73,7 × 110,6 arcmin bietet. Aber es ist mehr als nur ein Foto zu machen. Der Astrofotograf muss vollständig verstehen, was aus der Aufnahme gezogen werden muss. Es ist mehr als nur ein „hübsches Bild“ zu machen … es ist das Wichtigste.Die Entstehung von Schalengalaxien im kalten Universum der Dunklen Materie von Kenneth Crawford An Vimeo .
„Die Galaxie, die ich Ihnen zeigen möchte, hat einige Besonderheiten, die ‚Muscheln‘ genannt werden. Ich musste sehr tief fotografieren, um diese Strukturen zu erkennen und sie sorgfältig zu verarbeiten, damit Sie die empfindlichen Strukturen darin sehen können.“ erklärt Crawford. „Der Name der Galaxie ist NGC7600 und diese Schalenstrukturen wurden in dieser Galaxie noch nie zuvor so gut eingefangen. Der obige Film zeigt mein Bild von NGC7600, das in die Simulation übergeht, ungefähr zu dem Zeitpunkt, an dem sich die Schalen zu bilden beginnen. Der Film unten zeigt die komplette Simulation.“
„Bahnbrechend ist, dass die Simulation die Kalte Dunkle-Materie-Theorie verwendet, die die Halos der Dunklen Materie der Galaxien modelliert, und wie Sie sehen können, ist sie ziemlich überzeugend.“ schließt Crawford. 'Jetzt wissen Sie alle, warum wir im Universum nicht viele Zwerggalaxien beobachten.'
Aber wir können einige sehr unglaubliche Wissenschaften beobachten, die von einigen sehr unglaublichen Freunden durchgeführt wurden. Worauf es ankommt…
Zum Weiterlesen: Aufspüren des nördlichen Gezeitenstroms der kugelförmigen Schütze-Zwerggalaxie, Stellare Gezeitenströme in Spiralgalaxien des lokalen Volumens , Carlos Frenk , Simulationen der Entstehung, Entwicklung und Anhäufung von Galaxien und Quasaren , Die Bildung von Schalengalaxien ähnlich der von NGC 7600 in der Kosmogonie kalter dunkler Materie , Star Stream-Umfragebilder von Ken Crawford und schau dir unbedingt das zoombare an Vollbild von NGC 7600 gemacht von Ken Crawford. Wir danken Ihnen allen so sehr, dass Sie Ihre Arbeit mit uns teilen!