En av astronomins största utmaningar är att lokalisera föremål i rymden som skyms av ljuset i närheten, ljusare föremål. Förutom att göra extrasolplaneter mycket svåra att direkt avbilda, detta problem inkräktar också på undersökningar av det lokala universum, där astronomer inte kan upptäcka dvärg och isolerade galaxer på grund av alla de ljusare som omger dem.

På grund av detta, astronomer kan inte göra en fullständig inventering av små galaxer i rymdvolymen som omger Vintergatan (aka den lokala volymen). Dock, tack vare ansträngningarna från en amatörastronom och ett internationellt team av forskare, en dvärgkulformig galax upptäcktes nyligen som lurade bakom Andromeda -galaxen. Upptäckten av detta objekt, heter Donatiello I, kan hjälpa astronomer att lära sig mer om processen för galaxbildning.

Studien som beskriver dessa fynd dök nyligen upp i tidningen Astronomi och astrofysik . Forskargruppen leddes av David Martínez-Delgado från Center for Astronomy vid Heidelberg University, och inkluderade medlemmar från Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM) i Teheran, National Institute for Astrophysics (INAF), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), det speciella astrofysiska observatoriet i Ryssland, Nuovo Orione, och flera observatorier och universitet.

För närvarande, den mest accepterade kosmologiska modellen (Lambda-CDM-modellen) förutspår att det finns ett stort antal små halor av mörk materia i den lokala volymen, men det är oklart hur många av dem som är associerade med baryonisk materia (dvs. stjärnhopen och dvärggalaxer). Som sådan, förmågan att göra en fullständig inventering av dvärg och isolerade galaxer skulle hjälpa till att lösa denna fråga och tillåta astronomer att lära sig mer om historien om galaxbildning.

Som Dr Martínez-Delgado berättade Universum idag via e -post:

"Det finns en skillnad mellan det observerade antalet lågmassesystem i den lokala gruppen och dess omgivning och det förutspådda i kosmologiska simuleringar. En fullständig folkräkning av dvärggalaxer är nödvändig för att förstå det verkliga ursprunget till detta problem, som till exempel, ingredienserna och antagandena vid beräkning av kosmologiska simuleringar eller bristen på djupa observationer som behövs för att spåra det lägsta ytljusstyrksystemet i lokaluniversumet. Folkräkningen av dvärggalaxer kan belysa viktiga frågor om galaxbildning och utveckling. "

Tyvärr, skapar en sådan inventering många problem, inte minst är det faktum att ingen stor skala, djupa bildundersökningar har varit möjliga hittills. Medan undersökningar som Sloan Digital Sky Survey (SDSS) eller PANoramic Survey Telescope And Rapid Response System (PanSTARR) -undersökningen har varit omfattande, de har gränser för ytljusstyrka (~ 24,5-25 magn/parcsec²) som är för höga för att detektera svagare föremål.

Ett annat problem är gränserna för radioundersökningar för att upptäcka dessa galaxer, som de som utförs av Arecibo Legacy Fast Arecibo L-Band Feed Array (ALFALFA) undersökning. Med denna metod, astronomer letar efter vätgas i spektralinjerna på avlägsna föremål. Men eftersom galaxer med låg ytljusstyrka har en försumbar gashalt, de förekommer inte i sådana undersökningar.

Som Martínez-Delgado förklarade, det är därför det enda sättet att upptäcka dem för närvarande är genom ultradjup bildbehandling, som är väl lämpad för amatörastronomer:

"Det är, det enda sättet att hitta dem är med hjälp av ultradjup avbildning i stora delar av himlen. Amatörteleskop kan få ultradjup avbildning av närliggande galaxer eller vida himmelfält med ytljusstyrka som når ytljusstyrka på 29 magn/bågsek2 eller djupare. Detta ger ny chans att upptäcka för amatörer inom galaxutvecklingen, ett ämne som inte var möjligt för amatörer för ett decennium sedan. Den nya generationen av storskaliga undersökningar (t.ex. LSST) kommer också att ha en enorm inverkan på detta forskningsämne.

Det var en sådan amatörastronom som var ansvarig för upptäckten av dvärg sfäroidal galax - en italiensk amatör astronom vid namn Giuseppe Donatiello. Med ett 12,7 cm teleskop, Donatiello fångade en mosaik av djupa bilder av Andromeda -galaxen 2016, vars syfte var att upptäcka stjärnströmmarna, satelliter galaxer och diffusa strömmar som nyligen hade upptäckts runt Andromeda.

Det var när han undersökte en av dessa bilder (den 3 september, 2016), Donatiello noterade närvaron av ett objekt som ligger en grad från stjärnan Mirach (beta Andromedae). Detta objekt bekräftades sedan av Martínez-Delgado och hans kollegor med hjälp av arkivbilder från SDSS, och genom uppföljningsobservationer gjorda den 27 november, 2016.

Dessa uppträdde med 3,58 meter Telescopio Nazionale Galileo (TNG) och 10,4 meter Gran Telescopio Canarias (GTC), som båda ligger vid IAC:s Roque de Los Muchachos -observatorium på ön La Palma, Spanien.

Detta gjorde att laget kunde avgöra dvärggalaxernas avstånd från jorden, att lösa och studera dess stjärnor, och bekräfta att det verkligen var en dvärggalax i närheten av den lokala gruppen. Denna upptäckt visade inte bara effektiviteten av ultradjupa undersökningar utförda av amatörastronomer, den har också enorm betydelse när det gäller studiet av dvärggalaxer med låg ljusstyrka.

"Donatiello I kan vara en isolerad galax som stoppade sin stjärnbildning för länge sedan, "sa Martínez-Delgado." Det är svårt att förstå vilken mekanism som var ansvarig för denna släckta stjärnbildning när det inte finns interaktion med någon massiv värdgalax, som i fallet med Donatiello I. "

På grund av denna upptäckt, isolerade dvärggalaxer kan fungera som laboratorier för att testa teorier om stjärnbildning i lågmassesystem. Detta skulle vara till stor nytta för kosmologer som utför simuleringar för att bättre förstå historien om stjärnbildning i de lokala gruppens galaxer, vilket kan hjälpa till att lösa de ovannämnda avvikelserna mellan observations astronomi och kosmologi.

Och som Martínez-Delgado avslutade, upptäckten av denna dvärggalax öppnar också möjligheter för ytterligare undersökningar i regionen:

"Donatiello I kan vara en av de ljusaste medlemmarna i en stor befolkning av isolerade, obundna dvärggalaxer som förblir oupptäckta runt den lokala gruppen. En statistisk jämförelse av dessa observationer är extremt viktig för att undersöka förutsägelserna av toppmoderna kosmologiska simuleringar. Jag tror att dess upptäckt måste uppmuntra till en mer systematisk undersökning av denna typ av system med låg ytljusstyrka med blygsamma instrument. "

Denna upptäckt är en av många som visar hur förbättringar inom teknik och datadelning möjliggör nya möjligheter för amatörastronomer. I dag, individer med egen utrustning, kunskap och tillgång till vetenskapliga databaser kan bidra till upptäcktsprocessen.

Och med nästa generations instrument som tittar längre in i kosmos och mer detaljerat, vi kommer sannolikt att se fler objekt som tidigare inte kunde upptäckas. Dessa och andra upptäckter kommer att lära oss mycket om hur vårt universum blev till.