Efekt Butchera-Oemlera
Butchera -Oemlera to hipoteza naukowa sugerująca, że rdzenie gromad galaktyk przy pośrednim przesunięciu ku czerwieni (z ~ 0,3) zawierają większą część galaktyk niebieskich niż rdzenie gromad o niskim przesunięciu ku czerwieni. Twierdzenie to zostało po raz pierwszy wysunięte przez Harveya Butchera i Augustusa Oemlera w artykule Astrophysical Journal z 1978 roku .
Oryginalna praca Butchera-Oemlera przedstawia fotometrię dwóch gromad galaktyk, Cl 0024+1654 przy z = 0,39 i 3C 295 przy z = 0,46, obie typowe pod względem morfologii i bogactwa. Podobnie jak pobliska Gromada Coma , są one bogate i skoncentrowane centralnie w swoich galaktykach. Butcher i Oemler odkryli, że w rdzeniach tych odległych gromad zaobserwowano więcej niebieskich galaktyk niż w rdzeniach pobliskich gromad (o podobnym bogactwie i morfologii).
„Błękit” gromady galaktyk może w pewnych okolicznościach służyć jako wskaźnik trwającego formowania się gwiazd . Astronomowie zidentyfikowali trzy klasy widmowe, w których można sklasyfikować znaczny zestaw członków niebieskich gromad galaktyk. Pierwszym z nich są obiekty w trakcie intensywnego formowania się gwiazd o bardzo niebieskich barwach i widmach ukazujących wypełnione emisją linie H-delta . Po drugie, obserwuje się również galaktyki po wybuchu gwiazd. Są to członkowie gromad wykazujący podobnie niebieskie kolory jak galaktyki gwiazdotwórcze, tylko z umiarkowaną do silnej absorpcji H-delta. Trzecią grupą są członkowie klastra wykazujący szerokie i/lub wysokie widma linii wzbudzenia, często spotykane w aktywnych jądrach galaktycznych . Obserwacje Butchera-Oemlera sugerują, że przy pośrednim przesunięciu ku czerwieni można zaobserwować wyższe tempo powstawania gwiazd we frakcji galaktyk w rdzeniach bogatych gromad niż w rdzeniach bogatych gromad przy niskim przesunięciu ku czerwieni.
Artykuł Butchera-Oemlera z 1978 r. Wywołał poważną debatę. Kolejna seria artykułów Butchera-Oemlera obejmuje sześć lat i kończy się na The Evolution of Galaxies in Clusters. V. Badanie populacji od z ~ 0,5 . W artykule przedstawiono fotometrię 33 gromad galaktyk z przesunięciami ku czerwieni wahającymi się od 0,003, Gromada w Pannie , do 0,54, Gromada Cl 0016+16 . Badanie to potwierdza wniosek wysunięty w oryginalnym artykule z 1978 r., że nastąpiła „silna, niedawna ewolucja galaktyk w gromadach”.
Wniosek Butchera-Oemlera doprowadził do licznych badań rdzeni bogatych gromad przy pośrednim przesunięciu ku czerwieni (0,3 ≤ z ≤ 0,9): Couch i Newell (1984), podobnie jak Butcher i Oemler, uzyskali szerokopasmową fotometrię takich środowisk. Kanapa i in. (1983), Ellis i in. (1985), MacLaren, Ellis i Couch (1988), Aragon-Salamanca, Ellis i Sharples (1991) oraz Aragon-Salamanca i in. (1993) sfotografowali gromady z przesunięciami ku czerwieni między 0,5 ≤ z ≤ 0,9 zarówno w pasmach optycznych , jak i podczerwonych . Obserwacje spektroskopowe prowadzili Dressler i Gunn (1982), Lavery i Henry (1985) oraz Couch i Sharples (1987). Badania morfologii galaktyk w rdzeniach tych gromad zostały podjęte przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble'a przez Couch et al. (1994) oraz Dressler i in. (1994). Wynikiem tych badań jest to, że efekt Butchera-Oemlera jest szeroko rozpowszechniony w bogatych gromadach przy z > 0,2 i jest spowodowany energicznymi epizodami formowania się gwiazd w podzbiorze członków gromady.
Efekt wydaje się ograniczać do bogatych gromad, co najmniej tak bogatych lub bogatszych jak gromada w Pannie. Allington-Smith i in. (1993) obserwowali galaktyki w małych grupach z przesunięciem ku czerwieni równym 0,5 i nie znaleźli związku między frakcją niebieskich członków a bogactwem grup; zaobserwowano, że grupy wszystkich bogactw mają podobnie wysokie frakcje niebieskich galaktyk. Colless i in. (1990, 1993) potwierdzili, że ponad 95% galaktyk pola niebieskiego jaśniejszych niż b J = 22,5 ma przesunięcia ku czerwieni mniejsze niż z = 0,5, weryfikując modele na poziomie ufności 90% przewidujące brak ewolucji jasności populacji galaktyk pola od z = 1. Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, Dressler i in. (1994) zaobserwowali gromadę CL 0930+4713 przy 0,41, a Couch et al. (1994) zaobserwowali AC 114 przy z = 0,31 i Abell 370 przy z = 0,37. Autorzy ci niezależnie doszli do wniosku, że każda obserwacja łączenia się członków gromady, z których oba miały niebieskie kolory, miała spektroskopową sygnaturę obiektu po wybuchu gwiazdy. Jest zatem prawdopodobne, że efekt Butchera-Oemlera może być częściowo wynikiem łączenia się galaktyk z galaktykami.