Astronomer har funnit att nyckeln till att förstå galaxer med "extrema" storlekar, antingen liten eller stor, kan ligga i sin omgivning. I två relaterade studier, ett internationellt team fann att galaxer som antingen är "ultrakompakta" eller "ultradiffusa" i förhållande till normala galaxer med jämförbar ljusstyrka verkar ligga i täta miljöer, dvs. regioner som innehåller ett stort antal galaxer. Detta har fått teamet att spekulera i att dessa "extrema" objekt kunde ha börjat likna normala galaxer, men utvecklades sedan till att ha ovanliga storlekar genom interaktioner med andra galaxer.

Teamet identifierade både ultrakompakta och ultradiffusa galaxer som en del av en aldrig tidigare skådad folkräkning av galaxer som bor i det närliggande Virgo-klustret. Undersökningen använde data från Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS) som erhållits vid Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) med hjälp av MegaCam, ett brett fält, optisk kamera. På ett avstånd av 50 miljoner ljusår, Jungfrun är den galaxhop som ligger närmast Vintergatan, och innehåller flera tusen medlemsgalaxer, de flesta avslöjas, för första gången, i NGVS-data.

Astronomer upptäckte ultrakompakta dvärggalaxer (UCD) för ett kvartssekel sedan, och de är de tätaste kända galaxerna i universum. Konkurrerande teorier beskriver UCD som antingen stora stjärnhopar, eller som resterna av större galaxer som har tagits bort från sina stjärnhöljen.

"Vi hittade hundratals UCD i den närliggande Virgo galaxhopen, och åtminstone några av dem verkar ha börjat sina liv som större galaxer, " sa Dr. Chengze Liu vid Shanghai Jiao Tong University, huvudförfattare till den första studien.

Medan UCD:er till utseendet liknar en stor stjärnhop, ett antal UCDs i denna studie hittades med svaga stjärnhöljen som omger den centrala, kompakt kärna. Dessa höljen kan vara de sista resterna av en galax som gradvis har tagits bort av gravitationella tidvattenkrafter från angränsande galaxer. Dessutom, UCD:er befanns företräde befolka de regioner av Jungfruklustret med de högsta galaxdensiteterna. Tillsammans, dessa bevis pekar på att en miljöinducerad omvandling är ansvarig för att producera vissa UCD.

Ultradiffusa galaxer (UDG) är ett mysterium i andra änden av storleksspektrat. De är mycket större, och mer diffus, än typiska galaxer med liknande ljusstyrka. Vissa teorier tyder på att UDG är massiva galaxer vars gas - bränslet för deras stjärnbildning - togs bort innan många stjärnor kunde bildas. Andra tyder på att de en gång var normala galaxer som har gjorts mer diffusa genom sammanslagningar och interaktioner.

"Vi fann att de ultradiffusa galaxerna i Jungfruklustret är mer koncentrerade mot den täta klusterkärnan, indikerar att en tät miljö kan vara viktig för deras bildning, " sa Dr Sungsoon Lim vid University of Tampa, och huvudförfattaren till den andra studien. "Mångfalden i deras egenskaper indikerar att även om ingen enskild process har gett upphov till alla objekt inom UDG-klassen, åtminstone vissa UDG:er har framträdanden som tyder på att deras diffusa natur beror på tidvatteninteraktioner eller på sammanslagning av lågmassagalaxer."

Ett annat mysterium är att vissa ultradiffusa galaxer befanns innehålla betydande populationer av klotformade stjärnhopar. "De intensiva stjärnbildande händelserna som behövs för att göra klothopar gör i allmänhet en galax mindre, snarare än mer diffus, så att förstå hur vi får klothopar i ultradiffusa galaxer är en intressant utmaning, " sa Prof. Eric Peng vid Peking Universitys Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, och medförfattare till båda studierna.

"För att hitta galaxer som verkligen är ovanliga, du måste först förstå egenskaperna hos så kallade normala galaxer, " sa Dr Patrick Côté från National Research Council of Canadas Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center, och en författare om båda studierna. "NGVS ger det djupaste, mest kompletta titt på hela Jungfruklustergalaxpopulationen, så att vi kan hitta de mest kompakta och mest diffusa galaxerna, främja vår förståelse av hur de passar in i den allmänna bilden av galaxbildning."

Dessa forskningsresultat har presenterats i två artiklar som nyligen publicerades i Astrofysisk tidskrift .