Tutkimuskohteena galaksijoukko

Fornaxin galaksijoukko. Kuva: ESO, Aniello Grado, Luca Limatola.

Linnunrata kuuluu Paikalliseen galaksiryhmään, jossa on kaksi isoa spiraaligalaksia (Linnunrata ja Andromedan galaksi), yksi keskikokoinen spiraaligalaksi (Messier 33) ja yksi pieni spiraaligalaksi (Suuri Magellanin pilvi). Suurin osa paikallisen galaksiryhmän luultavasti noin sadasta galaksista on kääpiögalakseja, jotka ovat muodoltaan elliptisiä tai epäsäännöllisiä. Ne sijaitsevat kahtena rykelmänä Linnunradan ja Andromedan galaksin ympärillä.

Galaksiryhmien lisäksi on olemassa galaksijoukkoja, joissa on useita kymmeniä suuria galakseja ja jopa tuhansia kääpiögalakseja. Galaksijoukot ovat paljon galaksiryhmiä tiiviimpiä ympäristöjä, joten galaksien kehitys tapahtuu niissä eri tavalla. Hyvä esimerkki tästä on se, että galaksijoukoissa on suuria elliptisiä galakseja, joita galaksiryhmissä ei käytännöllisesti katsoen ole lainkaan.

Prof. Reynier Peletier vieraana Oulussa.

Viime viikolla Oulun yliopiston Tähtitieteen tutkimusryhmän vieraana oli professori Reynier Peletier Groningenista (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen). Hän on johtavana tutkijana SUNDIAL-projektissa (EU:n Horisontti 2020 -projekti), jossa Oulun tähtitieteen ryhmä on yhtenä yhdeksästä osallistuvasta tutkimusyksiköstä. SUNDIAL-projektissa kehitetään työkaluja ja tutkimusmenetelmiä hyvin suurten tähtitieteellisten havaintoaineistojen käyttöön, tarkoituksena on ymmärtää paremmin galaksien syntyä ja kehitystä esimerkiksi Fornaxin galaksijoukon kaltaisessa ympäristössä.

Fornaxin galaksijoukko, kuten galaksijoukot ylipäänsä, on niin kaukana, ettei sitä voi tutkia samoilla menetelmillä kuin Linnunrataa ja lähigalakseja. Yksittäisistä tähdistä ei voi enää tehdä havaintoja, vaan havaittava valo syntyy väistämättä yhdistelmänä useiden tähtien säteilystä. Tämä tarkoittaa sitä, että jos halutaan tutkia, minkä ikäisiä tähtiä galaksista löytyy, pitää havaittuun spektriin tehdä sovitus useiden tähtipopulaatioiden yhdistelmänä (tähtipopulaatioista enemmän aiemmassa blogitekstissäni).

Tähtipopulaatioiden sovittaminen havaittuun galaksin spektriin ei ole yksinkertaista, esimerkiksi tähtien ikä ja koostumus tuottavat ongelmia. Tätä voidaan kiertää tekemällä havaintoja visuaalisen alueen lisäksi infrapunassa. Haasteita asettaa myös se, että vaikka tähtien kehityskaaret ovat hyvin tunnettuja, on vaikea arvioida kuinka paljon kunkin massaisia tähtiä populaatioon syntyy. Tutkimuksissa käytetään eräänlaisia tähtikirjastoja, jotka pohjautuvat spektroskooppisiin havaintoihin suuresta määrästä Linnunradan tähtiä.

Peletierin ja hänen yhteistyökumppaneidensa tuoreiden tutkimustulosten perusteella vaikuttaa siltä, että aiemmin kehitettyjä populaatiomalleja ei voi suoraan soveltaa Fornaxin galaksijoukon galakseihin. Mallit näyttävät sisältävän liikaa ns. asymptoottihaaran tähtiä, jotka ovat kehityksessään myöhäiseen vaiheeseen päätyneitä melko keveitä tähtiä. Toinen ero näyttää olevan alkuainekoostumuksessa - Fornaxin galaksien tähdet näyttävät sisältävän enemmän hiiltä kuin Linnunradan tähdet.