Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope (VLT), astronomer har undersökt den kemiska sammansättningen av en närliggande metallfattig stjärnbildande dvärggalax känd som JKB 18. Resultaten av de nya observationerna tyder på att galaxen är kemiskt inhomogen. Studien publicerades den 18 juni på arXiv pre-print server.

Studier av rumslig fördelning av metaller i gasen genom galaxer kan vara avgörande för att förbättra vår förståelse av galaxutvecklingen i allmänhet. Dock, Att erhålla detaljerad spektroskopisk information som krävs för att analysera rumslig fördelning av metaller och kemisk homogenitet hos de första galaxerna är begränsad med för närvarande tillgängliga instrument. Därför, astronomer försöker undersöka närliggande stjärnbildande galaxer med låg metallicitet eftersom de kan fungera som analoger till komplexa system som bildades i det tidiga universum.

Beläget på ett avstånd av bara 59 miljoner ljusår bort, JKB 18 är en av sådana galaxer. Det är en dvärggalax med låg metallicitet med en stjärnmassa på cirka 100 miljoner solmassor och en genomsnittlig stjärnbildningshastighet på cirka 0,002 solmassor per år. Systemet uppvisar en intressant morfologi, med många platser för pågående stjärnbildning utspridda slumpmässigt bland en diffus kropp.

Ett team av astronomer ledda av Bethan L. James från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, bestämde sig för att ta en närmare titt på den kemiska sammansättningen av JKB 18. De använde VLT:s Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) för att genomföra en detaljerad rumsligt upplöst spektroskopisk studie av denna galax med syfte att undersöka fördelningen av metaller i hela systemets joniserade gas.

"Målet med denna studie var att utforska den kemiska homogeniteten hos en lågmetallicitet, stjärnbildande dvärggalax som använder den höga rumsliga upplösningen, brett områdestäckning, IFU-data [integral field unit] tillhandahålls av VLT/MUSE, " skrev forskarna i tidningen.

Studien fann att JKB 18 har en ganska komplex joniseringsstruktur, med områden med högsta jonisering som ligger förskjutna från galaxens huvudsakliga stjärnbildande regioner. Gasen i JKB 18 verkar domineras av fotojonisering, enligt astronomerna.

MUSE-observationer gjorde det möjligt för teamet att beräkna kemiska förekomster för individuella HII-stjärnbildande regioner (som innehåller moln av joniserat atomärt väte) och att härleda kartor över syreförekomsten av JKB 18. Baserat på dessa data, forskarna antar att den studerade galaxen är kemiskt inhomogen.

"Med storskaliga spridningar i O/H, N/H och N/O på ~0,5–0,6 dex och regioner med kemiska överflöd utanför denna 1σ-fördelning, vi anser att JKB 18 är kemiskt inhomogen, " står det i tidningen.

Försöker hitta den mest troliga orsaken till den observerade inhomogeniteten, astronomerna föreslår att det kan tillskrivas borttagandet av gas via supernovor och specifika tidsobservationer. De utesluter sådana scenarier som ansamling av metallfattig gas, korta blandningstider, eller självberikning från Wolf-Rayet stjärnor. Fler studier med hög rumslig upplösning av JKB 18 krävs för att verifiera dessa antaganden.

© 2020 Science X Network