Image DSS centrée sur NGC 253, montrant la zone explorée par PISCeS, s'étendant jusqu'à 100 kpc du centre. Les cercles bleus pleins représentent la position des nains précédemment découverts dans PISCeS. Crédit :Mutlu-Pakdil et al., 2021.
En utilisant le télescope spatial Hubble (HST), les astronomes ont détecté trois nouvelles galaxies naines ultra-faibles associées à la galaxie spirale voisine NGC 253. Les naines nouvellement découvertes s'avèrent être parmi les systèmes les plus faibles découverts jusqu'à présent au-delà du groupe local. La découverte est rapportée dans un article publié le 20 août sur arXiv.org.
Les galaxies naines ultra-faibles (UFD) sont les moins lumineuses, la matière noire dominée, et les galaxies les moins évoluées chimiquement connues. Par conséquent, ils sont perçus par les astronomes comme les meilleurs fossiles candidats de l'univers à ses débuts.
Le projet Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor (PISCeS) est l'un des levés astronomiques visant à trouver de nouvelles galaxies satellites faibles, y compris les UFD. Dans le cadre du PISCeS, une équipe d'astronomes dirigée par Burçin Mutlu-Pakdil de l'Université de Chicago a observé le champ autour de NGC 253 avec HST, à la recherche de systèmes satellites nains. À une distance d'environ 11,4 millions d'années-lumière, NGC 253 est la galaxie principale du groupe voisin du Sculpteur.
L'équipe a inspecté visuellement toutes les images, à la recherche de surdensités spatialement compactes d'étoiles autour de NGC 253 et a trouvé trois nouveaux UFD, en plus des deux connus identifiés en 2014 et 2016.
"Dans ce travail, nous rapportons la découverte de trois galaxies satellites naines ultra-faibles de NGC 253 dans une recherche visuelle des images Magellan/Megacam prises dans le cadre de PISCeS, notre campagne d'imagerie panoramique pour trouver une faible sous-structure dans <100 kpc de NGC 253, " ont écrit les astronomes dans le journal.
Les nouveaux UFD ont reçu les désignations Scl-MM-dw3, Scl-MM-dw4 et Scl-MMdw5. Ils sont uniformément âgés (âges estimés à environ 12 milliards d'années), avec presque toutes leurs étoiles se formant dans l'univers primitif, ainsi les astronomes les considèrent comme des fossiles vierges de l'ère de la réionisation.
Scl-MM-dw3 est le plus petit UFD du trio nouvellement détecté, car son rayon de demi-lumière elliptique le long du demi-grand axe a été estimé à environ 362 années-lumière. La galaxie est située à quelque 11,34 millions d'années-lumière de la Terre et à environ 264, 000 années-lumière de NGC 253. Sa masse stellaire a été calculée à un niveau de 110, 000 masses solaires.
Scl-MM-dw4 s'avère aussi massif que Scl-MM-dw3, mais est presque 70 pour cent plus grand - son rayon de demi-lumière a été mesuré à 613 années-lumière. Cet UFD est situé à environ 13,37 millions d'années-lumière, et sa distance à NGC 253 est estimée à environ 280, 300 années-lumière.
Avec un rayon de pénombre d'environ 1, 167 et une masse d'environ 140, 000 masses solaires, Scl-MM-dw5 est le nain le plus grand et le plus massif des trois nouveaux UFD. La galaxie est située à environ 12,71 millions d'années-lumière de la Terre et à environ 313, 000 années-lumière de NGC 253.
Les astronomes ont souligné que les naines nouvellement découvertes ont des luminosités comprises entre -7,5 et -7,24 mag, cela les place parmi les galaxies les plus faibles identifiées en dehors de notre Groupe Local.
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