Net als een moord op kraaien, een sluwheid van apen en een gemompel van spreeuwen, hebben dicht opeengepakte sterren van dezelfde leeftijd in het centrum van een melkweg een verzamelnaam:een uitstulping.

De meeste sterrenstelsels hebben uitstulpingen in hun centrum. Afhankelijk van hun eigenschappen - met name de kinematica van hun sterren - hebben de uitstulpingen verschillende namen. Sterren binnen klassieke uitstulpingen bewegen een beetje willekeurig, lijkend op elliptische sterrenstelsels, en lijken ouder dan hun melkwegstelsel, terwijl sterren binnen pseudobulges door rotatie bewegen, zoals spiraalstelsels, en in leeftijd niet verschillen van hun melkwegstelsel.

Astronomen gebruiken de stellaire halo van een melkwegstelsel als een "fossiele plaat" om deze uitstulpingen te bestuderen. Stellaire halo's kunnen bijvoorbeeld astronomen vertellen of een sterrenstelsel in het verleden is samengesmolten met een ander sterrenstelsel.

Een doctoraalstudent aan de Universiteit van Michigan heeft de pseudobulge van het nabije schijfstelsel Messier 94 onderzocht en ontdekte dat ondanks dat het sterrenstelsel de grootste pseudobulge in het lokale universum heeft, er in het verleden waarschijnlijk geen massieve sterrenstelsels in M ​​94 zijn neergestort.

"Astronomen geloven dat wanneer een melkwegstelsel samensmelt met een ander melkwegstelsel, de samensmelting materiaal zal afzetten in de stellaire halo van het sterrenstelsel waarmee het is samengesmolten", zei hoofdauteur Katya Gozman. "Door de sterren en stellaire populaties in de stellaire halo te onderzoeken en te leren, kunnen we informatie bestuderen en vinden over de eerdere fusies die een melkwegstelsel heeft gehad. Je zou kunnen zeggen dat we extragalactische archeologie doen in de stellaire halo rond M 94."

Maar Gozman en haar co-auteurs vonden geen bewijs van een massale fusie in de geschiedenis van de melkweg. In plaats daarvan heeft er waarschijnlijk een kleinere fusie plaatsgevonden, waarbij een sterrenstelsel ter grootte van de Kleine Magelhaense Wolk - een dwergstelsel dat ongeveer drie keer kleiner is dan de Melkweg - in M ​​94 is neergestort.

Gozman gebruikte waarnemingsgegevens die zijn gegenereerd door de Subaru Hyper Suprime-Cam, die zich op Hawaï bevindt, om te kijken naar de stellaire halo van M 94, de diffuse halo van sterren die een melkwegstelsel omringt. De stellaire halo reikt veel verder dan wat een melkwegstelsel op het eerste gezicht lijkt te zijn, en astronomen kunnen deze halo onderzoeken om te zoeken naar overblijfselen van eerdere fusies. Een manier om meer over deze overblijfselen te weten te komen, is door de massa van de halo van een melkwegstelsel te berekenen.

Voor deze studie gebruikte Gozman de Subaru-gegevens om sterren in de stellaire halo van M 94 te catalogiseren op basis van hun helderheid. Ze zette sterren in een zogenaamd kleurenmagnitudediagram, dat sterren ordent op basis van hun helderheid zoals ze worden gezien door bepaalde filters die in de astronomie worden gebruikt om te bepalen hoeveel licht een ster uitstraalt.

In het bijzonder keek ze naar een soort ster die een rood-reuzentakster of een RGB-ster wordt genoemd. Deze sterren zijn lichtgevend - een voordeel om ze in beeld te brengen, zegt Gozman - en hoe rood of blauw de ster is, hangt sterk samen met wat voor soort zwaardere, metalen elementen ze bevatten.

Gozman verdeelde vervolgens de RGB's in de melkweg in twee regio's:RGB's waarvan het licht meer blauw leek en RGB's waarvan het licht meer rood leek. De blauwe RGB's waren metaalarm, terwijl de rode RGB's meer metaalrijk waren. Ze heeft ook de verdeling van de sterren in de melkweg uitgezet en vastgesteld dat de rode RGB's zijn geconcentreerd in een ring rond het centrum van de melkweg, terwijl de blauwe RGB's zijn verspreid rond de buitenste delen van de halo.

Gozman concentreerde zich op de blauwe RGB's en verdeelde de melkweg in cirkelvormige annuli, of concentrische ringen die als een roos over de schijf lagen. Door de oppervlaktehelderheid van de sterren in elke ring te berekenen, kon ze de massa van de stellaire halo bepalen - die helemaal niet massief was. De massa van de halo laat ons de massa van de melkweg afleiden die erin is samengesmolten.

"We gebruiken de massa van de halo om de massa van de melkweg af te leiden die voor het laatst in de melkweg is neergestort die we onderzoeken," zei Gozman. "Je zou kunnen denken dat als een heel groot sterrenstelsel lang geleden in M ​​94 zou zijn neergestort, dat de morfologie en de componenten van het sterrenstelsel aanzienlijk zou hebben veranderd en misschien had dat aanleiding kunnen geven tot deze echt grote pseudobulge in het centrum."

Maar er was geen grote fusie, vond Gozman. Het grootste sterrenstelsel dat in het verleden op M 94 is neergestort, was helemaal niet massief. In plaats daarvan zegt ze dat de pseudobulge waarschijnlijk gevormd is door de typische evolutie van de melkweg.

Er zijn echter maar heel weinig studies die de grootte van halo's van sterrenstelsels op deze manier in kaart hebben gebracht. Gozmans werk om de sterren in de stellaire halo van M 94 op te lossen, biedt meer informatie voor astronomen die de samensmelting en evolutie van sterrenstelsels bestuderen.

"Deze gegevens zijn de eerste gegevens die we ooit hebben gehad over de opgeloste stellaire populatie van dit sterrenstelsel. Het oplossen van sterren is vrij moeilijk om te doen, maar het is een van de beste manieren om naar de halo's te kijken en meer te weten te komen over de fusiegeschiedenis van de melkweg," zei ze. "Dus dit is weer een datapunt in een veld met heel weinig datapunten." + Verder verkennen

De meest recente grote botsing van ons sterrenstelsel