Arolwg seryddiaeth Ewropeaidd enfawr yn datgelu canrif o wahaniaethu galaethol

Mae canlyniadau arolwg seryddiaeth Ewropeaidd anferth, sy'n cael eu rhyddhau heddiw (21 Rhagfyr 2017) yn datgelu bod yr olwg o'r Bydysawd a geir drwy delesgopau optegol traddodiadol yn ddifrifol o unochrog.

Arolwg gan dîm rhyngwladol dan arweiniad ymchwilwyr ym Mhrifysgol Caerdydd gydag Arsyllfa Gofod Herschel Ewrop oedd Herschel ATLAS (H-ATLAS), a hynny yn y donystod is-goch pell, syn cynnwys tonnau electromagnetig gyda thonfeddi sydd 200 gwaith yn fwy na golau optegol.

Er bod Herschel wedi stopio arsylwi yn 2013, mae tîm Herschel-ATLAS wedi treulio'r pum mlynedd ddiwethaf yn dadansoddi eu canlyniadau, a heddiw rhyddhawyd y delweddau a'r catalogau olaf, sy'n cynnwys hanner miliwn o alaethau'n allyrru pelydriad is-goch pell. Golau sêr yw golau optegol o alaethau, ond daw'r pelydriad is-goch pell o lwch rhyngserol, mân ronynnau solet o ddeunydd rhwng y sêr.

Anesboniadwy

Galaethau, sef cynulliadau o sêr yn amrywio o 40,000 i fil o biliynau o sêr (mae tua biliwn yn ein galaeth ni) yw blociau adeiladu sylfaenol ein Bydysawd. Ers iddynt gael eu darganfod tua chanrif yn ôl, mae'r rhan fwyaf o'r hyn a wyddom amdanynt wedi dod o delesgopau optegol. Fodd bynnag, pan edrychir arnynt mewn golau is-goch pell, mae'r boblogaeth alaethol yn edrych yn wahanol iawn.

I ddechrau, defnyddiodd y tîm eu canlyniadau i fesur faint o lwch sydd mewn galaethau heddiw. Dywedodd Rosie Beeston, y myfyriwr PhD a arweiniodd y gwaith hwn: “Cyn hyn, roedd seryddwyr yn ceisio deall faint o lwch sy'n bodoli biliynau o flynyddoedd golau i ffwrdd, ond heb allu gweld faint o lwch sy'n bodoli yn ein gardd gefn seryddol ein hun gan mai dim ond ychydig o gannoedd o fesuriadau oedd yn bodoli.  Bellach rydym ni wedi creu cyfrifiad llwch mewn dros 15,000 o alaethau.”

Yn ddigon rhyfedd, canfu'r tîm hefyd ddosbarth nodedig o alaethau gyda llawer o nwy a chymhareb uwch o lwch i fàs sêr nag unrhyw fath arall o alaeth. Gelwir y galaethau hyn yn BADGERS (Blue and Dusty Gas Rich Galaxies), ac maent yn rhyfedd iawn, oherwydd gyda chymaint o lwch ynddynt, dylai'r rhan fwyaf o'r golau optegol fod ynghudd, ac mae'r llwch hefyd yn oer iawn.

Cafodd Dr Loretta Dunne, cymrawd ymchwil yn Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth y Brifysgol, ei synnu wrth ddarganfod y galaethau rhyfedd newydd hyn: “Rwy'n cofio edrych ar ddelweddau optegol y 300 galaeth fwyaf llachar sydd gennym a synnu eu bod ar y cyfan yn alaethau glas blêr yr olwg heb unrhyw arwyddion amlwg o lwch. Nid dyna beth oeddwn i'n disgwyl ei weld o gwbl, a'r peth doniol oedd fy mod yn cael y foment eureka hon ym maes awyr Sydney ar fy ffordd i gyfarfod H-ATLAS yng Nghaerdydd.”

Galaethau ‘dyffrynnoedd gwyrdd’

Mae darganfyddiad arall a wnaed gan y tîm wedi gwyrdroi syniadau seryddwyr am y ffordd mae galaethau'n esblygu. Mae pob damcaniaeth gyfredol am y ffordd mae galaethau'n esblygu wedi'u seilio ar y dybiaeth sylfaenol bod dau ddosbarth o alaeth: galaethau ble mae sêr yn ffurfio'n weithredol a 'galaethau llonydd' ble mae ffurfio sêr i bob pwrpas wedi stopio. Mae'r dybiaeth hon yn seiliedig ar ddegawdau o arolygon optegol, sydd wedi canfod bod y mwyafrif o alaethau naill ai'n las (yn ffurfio sêr) neu'n goch (llonydd). Mae bodolaeth y ddau ddosbarth yn golygu bod angen i bob damcaniaeth gynnwys proses gatastroffig sy'n trosi galaeth sy'n ffurfio sêr yn alaeth lonydd yn sydyn (mewn termau cosmig).

Fodd bynnag roedd y rhan fwyaf o'r galaethau a ganfuwyd yn Herschel ATLAS yn cwympo i'r categori 'dyffryn gwyrdd' rhwng y galaethau coch a glas. Yn ôl yr Athro Steve Earles, o Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth y Brifysgol: “Mae'r darganfyddiad hwn wedi gwyrdroi'r holl ddamcaniaethau cyfredol am y ffordd mae galaethau'n esblygu. Mae ein canlyniadau'n dangos mai dim ond un dosbarth o alaethau sy'n bodoli mewn gwirionedd...”

Bydd y catalogau a'r delweddau a gaiff eu rhyddhau heddiw'n drysorfa i'r gymuned fyd-eang o seryddwyr. Ar wahân i chwyldroi ein golwg ar alaethau, mae'r catalogau'n cynnwys galaethau sy'n amrywio o rai cyfagos i rai sy'n cael eu gweld biliwn o flynyddoedd ar ôl y glec fawr, degau o filoedd o alaethau sydd wedi'u chwyddo gyda 'lensio disgyrchol' a hyd yn oed cymylau bach o lwch yn ein galaeth ni ein hunain.  Gan nad oes unrhyw gyrch tebyg ar y gweill gan Asiantaeth Gofod Ewrop na NASA, bydd canlyniadau'r arolwg yn adnodd sylfaenol i seryddwyr am ddegawdau.

Dywedodd Elisabetta Valiante, hefyd o'r Ysgol, a arweiniodd y tîm a gynhyrchodd catalogau'r galaethau: “Mae arolwg H-ATLAS yn garreg filltir yn hanes seryddiaeth is-goch pell ac rwyf i'n disgwyl iddo fod yn gyfeirnod i'r genhedlaeth nesaf o ymchwilwyr sy'n astudio'r modd y caiff sêr a galaethau eu ffurfio.”