Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz (UC Santa Cruz) szukali gwiazd zmiennych typu RR Lyrae. Są to niezwykłe obiekty o okresach pulsacji 0,2-1,2 dnia i amplitudach zmian blasku 0,2-1,5 wielkości gwiazdowych. Występują w gromadach kulistych i w halo galaktycznym, dlatego właśnie spodziewano się je znaleźć w tym regionie Drogi Mlecznej.
Odkryto ponad 200 gwiazd typu RR Lyrae, z których najdalsza znajduje się ponad milion lat świetlnych od nas. To połowa odległości od sąsiedniej galaktyki, Andromedy, którą dzieli od nas dystans 2,5 mln lat świetlnych. Dzięki charakterystycznej pulsacji i ustalonej jasności, gwiazdy typu RR Lyrae są idealnymi wręcz świecami standardowymi, czyli obiektami astronomicznymi, które są używane do pomiaru odległości galaktycznych.
Prof. Raja GuhaThakurta z UC Santa Cruz mówi:
To badanie na nowo definiuje, co stanowi zewnętrzne granice naszej galaktyki. Zarówno nasza galaktyka, jak i Andromeda są tak duże, że prawie nie ma przestrzeni pomiędzy nimi, wręcz zlewają się.
Niezwykłe gwiazdy w naszym sąsiedztwie
Mianem galaktycznego halo określamy sferyczny obszar otaczający dysk galaktyk spiralnych, w tym Drogi Mlecznej. Halo nie ma jednorodnej postaci – dzielimy je na halo gwiazdowe (składające się ze starych gwiazd skupionych w gromady kuliste), halo gazowe (zbudowane ze zjonizowanego gazu) i halo ciemnej materii (o nieznanej budowie).
Halo gwiazdowe Drogi Mlecznej jest znacznie większe niż dysk, który mierzy ok. 100 000 lat świetlnych średnicy. Układ Słoneczny (a więc i my sami) znajduje się w jednym ze spiralnych ramion dysku. We wnętrzu jest tzw. centralne zgrubienie galaktyczne z niewidocznym jądrem galaktyki.
Prof. Raja GuhaThakurta dodaje:
Halo jest najtrudniejszą częścią do badania, ponieważ zewnętrzne granice są tak daleko. Gwiazdy są bardzo skąpe w porównaniu do wysokich gęstości gwiazdowych dysku i wybrzuszenia, ale halo jest zdominowane przez ciemną materię i w rzeczywistości zawiera większość masy galaktyki.
Wcześniejsze badania modelowe wykazały, że halo gwiazdowe powinno rozciągać się do ok. 300 kpc (kiloparseków) od centrum galaktyki (1 kiloparsek to 3260 lat świetlnych). 208 gwiazd typu RR Lyrae wykrytych przez zespół dr Yutina Fenga znajdowało się w odległości ok. 20-320 kpc. Obserwacje potwierdzają teoretyczne szacunki rozmiaru halo.
Dane pochodzą z Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS), programu wykorzystującego Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) do badania gromad galaktyk daleko poza Drogą Mleczną. Nie został on stworzony stricte do wykrywania gwiazd typu RR Lyrae, więc ich odkrycia są niejako “produktem ubocznym”.
Prof. Raja GuhaThakurta wyjaśnia:
Sposób w jaki zmienia się ich jasność wygląda jak EKG – są jak bicie serca galaktyki – więc jasność szybko wzrasta i powoli opada, a cykl powtarza się idealnie z tym bardzo charakterystycznym kształtem. Dodatkowo, jeśli zmierzysz ich średnią jasność, to jest ona taka sama od gwiazdy do gwiazdy. Ta kombinacja jest fantastyczna do badania struktury galaktyki.