Ett internationellt team av astrofysiker från Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), University of La Laguna (ULL) och Space Telescope Science Institute (STScI, USA) har upptäckt förekomsten av tvärgående rotation (i himlens plan) i tre dvärg sfäroidala galaxer. Dessa är en mycket svag typ av galaxer och är ganska svåra att observera. Dessa nya rön hjälper till att spåra deras evolutionära historia. Fyndet gjordes med hjälp av de senaste uppgifterna från GAIA-satelliten från European Space Agency. Resultaten av studien har precis publicerats i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Dvärggalaxer har ett särskilt intresse för kosmologi. Den vanliga kosmologiska modellen antyder att denna typ av galax var den första som bildades. De flesta av dem har förstörts och kannibaliserats av stora galaxer som Vintergatan. Dock, de som finns kvar kan studeras och innehåller värdefull information om det tidiga universum.

En underklass av dvärggalaxer är dvärgsfäroiderna. De är väldigt diffusa, med låg ljusstyrka, och innehåller stora andelar mörk materia med liten eller ingen gas. Sedan deras upptäckt, de har studerats djupt. Dock, deras inre kinematik är fortfarande lite känd, på grund av de tekniska svårigheter som är involverade i detaljerade studier av deras mekanik.

Olika tidigare studier har visat att dvärgsfäroidalerna inte har mönster av inre rotation, men att deras stjärnor rör sig i slumpmässiga banor främst mot och bort från galaxens centrum. Den andra stora underklassen av dvärgar - de irreguljära - har stora mängder gas, och har i vissa fall intern rotation. Dessa skillnader tyder på ett annat ursprung för de två typerna av dvärgar, eller åtminstone en helt annan evolutionär historia där interaktioner med stora galaxer, i vårt fall med Vintergatan, har spelat en avgörande roll för att eliminera den inre rotationen av sfäroidalerna.

För att genomföra sin nuvarande forskning, teamet av astrofysiker från IAC och STScI har använt de senaste uppgifterna från ESA:s Gaia för att studera den inre kinematiken hos sex dvärg sfäroidala galaxer, Vintergatans satelliter, och har upptäckt närvaron av tvärgående rotation (i himlens plan) i tre av dem:Carina, Fornax, och skulptör. Detta är de första upptäckterna av denna typ av rotation i dvärg sfäroidala galaxer, förutom Skytten sfäroidal, som är starkt förvrängd av Vintergatans gravitationspotential, och är därför inte representativ för sin typ.

"Vikten av detta resultat beror på att i allmänhet, galaxernas inre kinematik, i detta fall deras rotation, är en viktig spårare av deras evolutionära historia, och om de förhållanden under vilka systemet bildades", förklarar Alberto Manuel Martínez-García, doktorand vid IAC och ULL, och artikelns första författare.

"Även om standardmodellen för kosmologi antar att dvärggalaxerna var de första som bildades, det är inte klart om de är enkla system eller om de vi observerar bildas av agglomerationen av andra ännu enklare system, mindre och äldre. Närvaron av rotation föreslår det andra alternativet. Det antyder också ett gemensamt ursprung för alla dvärggalaxer, de som för närvarande är gasrika (de oregelbundna) och de som inte är det (sfäroiderna)", förklarar Andrés del Pino, forskare vid STScI och medförfattare till artikeln.

"Gaia-satelliten har revolutionerat vår kunskap om Vintergatan och dess grannskap, ger oss mycket exakta mätningar av positioner och rörelser för nästan två tusen miljoner stjärnor. Även om data från Gaia främst används för att studera vår galax, detta ESA-uppdrag har också öppnat ett nytt fönster för studiet av Vintergatans satellitgalaxer, ger specifik tillgång till deras interna kinematik", säger Antonio Aparicio, en forskare vid IAC och ULL och en medförfattare till artikeln.

Ändå, enligt forskarna, studier baserade på Gaia-data innebär många tekniska svårigheter. För det första, man måste avgöra vilka av stjärnorna i databasen som verkligen tillhör satellitgalaxerna, och som till själva Vintergatan, eftersom de senare tenderar att kontaminera provet. Problemet är att även om data som ska analyseras är begränsade till regionen och vinkelstorleken på den sfäroidala som studeras, vilket motsvarar en fjärdedel av månens vinkeldiameter, den stora majoriteten av stjärnorna som upptäcks i detta område tillhör Vintergatan och förorenar därför provet.

Dessutom, avståndet mellan de studerade sfäroiderna, vilket är upp till ungefär en halv miljon ljusår, och den låga inneboende ljusstyrkan hos deras stjärnor, innebära att mätningarna påverkas av en betydande bullernivå. Av alla dessa skäl kräver analysen av data en grundlig filtrering och en djup analys av de olika observationsparametrarna för att kunna nå tillförlitliga slutsatser.