Ett team från University of Kentuckys institution för fysik och astronomi har observerat bevis på forntida nedslag som tros ha format och strukturerat vår Vintergatans galax.

Deborah Ferguson, en brittisk examen 2016, är huvudförfattaren på ett papper som publicerades den här veckan i Astrofysisk tidskrift ( ApJ ). Ferguson genomförde forskningen som en student med medförfattare Susan Gardner, professor i fysik och astronomi vid UK College of Arts and Sciences, och Brian Yanny, en stabsforskare och astrofysiker vid Fermilab Center for Particle Astrophysics.

Deras papper, "Vintergatan Tomografi med K och M Dwarf Stars:den vertikala strukturen för den galaktiska disken, " presenterar observationsbevis på asymmetriska krusningar i stjärnskivan i vår galax, som länge ansetts vara smidig. Med hjälp av observationer från teleskopet Sloan Digital Sky Survey (SDSS) i New Mexico, Ferguson, Gardner och Yanny analyserade den rumsliga fördelningen av 3,6 miljoner stjärnor och hittade krusningar som bekräftar tidigare arbete av seniora medförfattare. Dessa resultat kan tolkas som bevis på Vintergatans forntida effekter, vilket kan innefatta en påverkan med den massiva Skyttens dvärggalax för cirka 0,85 miljarder år sedan.

"Dessa effekter tros ha varit "arkitekterna" bakom Vintergatans centrala bar och spiralarmar, "Sa Gardner." Precis som krusningarna på ytan av en slät sjö tyder på att en avlägsen fartbåt passerar, vi letar efter avvikelser från de symmetrier som vi kan förvänta oss i stjärnornas fördelning för att hitta bevis på forntida nedslag. Vi har hittat omfattande bevis för att alla dessa symmetrier har brutits och på så sätt bygger vi argumenten för den roll som forntida effekter spelade för att bilda strukturen för vår Vintergatan."

Detta nya dokument fortsätter Gardners tidigare studier med Yanny och andra av brytningen av nord/sydlig symmetri i Vintergatans stjärnskiva. Deras tidigare arbete avslöjade en asymmetri som uppträder som en vertikal "krusning" i antalet stjärnor när man tar prover i vertikalt avstånd från mitten av den galaktiska skivan. I det nya papperet, teamet analyserade det största provet hittills, och bekräftade deras tidigare tolkning av nord/syd-asymmetrin och fann bevis för symmetribrott även i den galaktiska skivans plan.

"Att ha tillgång till miljontals stjärnor från SDSS gjorde det möjligt för oss att studera galaktisk struktur på ett helt nytt sätt genom att dela upp himlen i mindre regioner utan förlust av statistik, sa Ferguson, som först återgav de vertikala asymmetriresultaten som Gardner och Yanny hittade i sin tidigare analys. "Det har varit otroligt att se detta projekt utvecklas och resultaten dyka upp när vi ritade stjärndensiteten och såg spännande mönster över fotavtrycket. Allt eftersom fler studier görs på detta område, Jag är spänd på att se vad vi kan lära oss om strukturen i vår galax och de krafter som hjälpte till att forma den."

Ferguson tog examen i fysik från Storbritannien förra året. Detta ApJ-uppsats utvecklades från hennes senioravhandling, där hon arbetade med Gardner. Hon har nu avslutat sitt första år på forskarskolan vid Georgia Institute of Technology där hon fick ett stipendium för att doktorera i fysik.

När han var i Storbritannien, hon fick ett Singletary Scholarship och ett UK Summer Research Grant för att arbeta med detta projekt, och presenterades på UK Showcase of Undergraduate Scholars.

"Jag är så lyckligt lottad att inte bara ha haft möjlighet att göra grundforskning, men att arbeta med ett projekt som slutligen ledde till publicering, ", sa Ferguson. "Det är väldigt motiverande att ha tillbringat större delen av min grundutbildning med att arbeta på ett forskningsprojekt eftersom det gör det tydligt hur användbar och viktig fysik är. När du tar lektioner, Jag kunde se första hand hur det tillämpades i forskning. Jag lärde mig att programmera under mitt första år på gymnasiet på Paul Laurence Dunbar i Lexington, och det har varit fantastiskt att använda dessa färdigheter för att analysera en så stor, datauppsättning i verkligheten."