Ett team av forskare identifierade den yttersta kanten av Vintergatans galax. Med hjälp av Subaru-teleskopet, forskarna undersökte gränsen för det stjärnsystem som utgör galaxen. Den ultimata storleken på galaxen är 520, 000 ljusår i radie, 20 gånger större än avståndet mellan det galaktiska centrumet och vårt solsystem (26, 000 ljusår) (Figur 1). Stjärnor som når dessa yttersta delar av galaxen under sina omloppsrörelser är forntida stjärnpopulationer med åldrar så gamla som 12 miljarder år. Den rumsliga utsträckningen i vilken dessa gamla stjärnor vandrar är, därför, viktigt för att förstå Vintergatans bildning.

Galaxen har en brett utsträckt halokomponent, förutom den ljusa Vintergatan i form av stjärnskivans komponent. Halon innehåller omkring 1 miljard antika stjärnor och 150 klothopar med åldrar så gamla som 12 miljarder år (Figur 1). Halon innehåller alltså resterna av långlivade stjärnor och stjärnhopar som bildades i galaxens första skede. Detta tyder på att galaxen var ganska stor i sin början innan den senare bildandet av den yngre, diskkomponent.

Att undersöka omfattningen av denna halokomponent i galaxen liknar att identifiera en skogs yttre gräns inifrån skogen och observera träden. Med andra ord, det är en mödosam uppgift. Så kallade blå horisontella gren (BHB) stjärnor samt RR Lyr-variabler är idealiska indikatorer för att spåra halokomponenten. Detta beror på att de naturligt är tillräckligt ljusa för att bestämma avståndet till och från dem. Dock, galaxen är så stor att det är omöjligt att identifiera halospåren som ligger vid den yttre gränsen med hjälp av 2,5 till fyra meters teleskop.

Teamet av forskare ledda av Tohoku Universitys doktorand Tetsuya Fukushima och hans handledare Masashi Chiba använde Hyper Suprime-Cam (HSC) digitalkamera på Subaru-teleskopet med en diameter på 8,2 meter. Det gjorde det möjligt för dem att fånga fjärrkontroll, mycket svaga halo-spårare i ytterkanten av galaxen. Teamet valde noggrant ut BHB-stjärnorna från det pågående undersökningsprogrammets (SSP:Subaru Strategic Program) data mot andra föroreningar med liknande färger som så kallade blå eftersläpande stjärnor, vita dvärgar, kvasarer och avlägsna galaxer.

Med hjälp av data från HSC-SSP, teamet härledde den rumsliga densiteten för BHB-stjärnorna över galaxen halo. Även om denna täthet i allmänhet minskar ju längre du kommer från det galaktiska centrumet, teamet upptäckte en kraftig minskning av densiteten vid cirka 520, 000 ljusår bort från det galaktiska centrumet. Således, teamet hade äntligen observerat den yttersta kanten av galaxen. Detta är ungefär 20 gånger större än avståndet mellan vårt solsystem och galaxens centrum.

För tolv miljarder år sedan, successiv sammansmältning av små galaxer instängda av mörk materia halos inträffade. Nyckeln till att förstå detta är att mäta fördelningen av halokomponenten för att fastställa volymen. Denna sammanslagningsprocess skiljer sig från galax till galax. Vår granne, Andromedagalaxen, rapporteras ha en utökad halokomponent så stor som 538, 000 (minst) ljusår i radie. Det är, därför, systematiskt större jämfört med galaxen halo. Forskarna planerar att ytterligare kartlägga denna uråldriga komponent i galaxen efter det slutliga färdigställandet av HSC-SSP.