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VST hat 47 mögliche Zwerggalaxien in einem Himmelsfeld entdeckt
Extrem tiefe Aufnahmen mit dem VLT Survey Telescope (VST) haben 47 Kandidaten für Zwerggalaxien in einem Himmelsfeld um drei größere Galaxien sichtbar gemacht. Nur vier davon waren zuvor bekannt. Die schwachen Systeme könnten Satelliten von NGC 5068, NGC 5084 und NGC 5087 sein, doch ihre Entfernungen und Geschwindigkeiten müssen erst spektroskopisch bestätigt werden.
Neapel (Italien). Zwerggalaxien sind sehr lichtschwach und deshalb außerhalb unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft schwer vollständig zu erfassen. Gerade ihre Zahl und räumliche Verteilung sind jedoch wichtig, weil Modelle der Galaxienbildung vorhersagen, wie viele kleine Satelliten größere Galaxien umgeben sollten. Beobachtete Abweichungen von diesen Vorhersagen gehören seit Jahren zu den offenen Fragen der Kosmologie.
Für belastbare Vergleiche reicht der lokale Bestand um Milchstraße und Andromeda nicht aus. Astronomen benötigen tiefe Aufnahmen weiterer Galaxiensysteme, die auch sehr diffuse Objekte mit geringer Oberflächenhelligkeit erfassen. Genau dort setzt die Durchmusterung VST Survey of Mass Assembly and Structural Hierarchy (VST-SMASH) an.
Forscher des Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) um Crescenzo Tortora haben dafür ein rund 2,6 Quadratgrad großes Feld mit dem VST ausgewertet. Die VST-SMASH-Daten umfassen Aufnahmen in drei optischen Farbbändern und erreichen in den beiden tiefsten Bändern Oberflächenhelligkeiten von etwa 30 Magnituden pro Quadratbogensekunde. Im Feld liegen unter anderem NGC 5068, NGC 5084 und NGC 5087.
Automatische Suchverfahren hätten viele der schwachen Strukturen leicht übersehen. Deshalb prüften drei Autoren die Bilder unabhängig voneinander und bewerteten die Kandidaten anschließend noch einmal anhand von Farb- und Struktureigenschaften. So blieben 47 Objekte übrig, davon 30 mit hoher Einstufung als Zwerggalaxien-Kandidaten und 17 als wahrscheinliche Zwerge. Nur vier dieser Systeme waren bereits in früheren Arbeiten erfasst.
„Diese Inseln aus beinahe unsichtbaren Sternen zu untersuchen ist nicht bloß astronomisches Briefmarkensammeln“, erklärt Crescenzo Tortora.
Für jedes Objekt bestimmten die Forscher Helligkeitsprofile und Farben. Die meisten Lichtprofile lassen sich mit einem einfachen Sérsic-Modell beschreiben. Die gemessenen Sérsic-Indizes liegen überwiegend unter 2, wie es für diffuse Zwerggalaxien typisch ist, während massereiche elliptische Galaxien meist steilere Profile zeigen. Auch die gemessenen Farben und Größen liegen insgesamt im Bereich bekannter Zwergpopulationen.
Außerdem sind viele Kandidaten im Zentrum röter als weiter außen. Die Studie diskutiert solche Farbverläufe als möglichen Hinweis auf unterschiedliche Entwicklungswege der Sternpopulationen, betont aber die große Streuung. Aus Farben und Lichtprofilen allein lässt sich die Entstehungsgeschichte deshalb nicht eindeutig ableiten.
Auch die räumliche Verteilung ist nicht überall gleich eindeutig. Um NGC 5084 und NGC 5087 zeigen sich Konzentrationen von Kandidaten. Bei NGC 5068 passen mehrere projizierte Abstände zu einer Satellitenzuordnung, zugleich weicht die Größen-Leuchtkraft-Beziehung bei der angenommenen nahen Entfernung teilweise von Vergleichsproben ab. Deshalb sprechen die Autoren nur von plausiblen Wirtsgalaxien.
Bislang beruhen die Zuordnungen auf Bilddaten. Ohne Spektren fehlen direkte Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessungen. Ein Teil der Objekte könnte deshalb im Vorder- oder Hintergrund liegen, und auch eine vermutete planare Anordnung bei NGC 5084 bleibt vorläufig. Erst spektroskopische Nachbeobachtungen können zeigen, welche der 47 Kandidaten tatsächlich zum jeweiligen System gehören.