Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему

Астрономи виявили стародавню зоряну систему, що подорожує навколо нашої галактики, під назвою Велика Ведмедиця III/UNIONS 1 (UMa3/U1) — найтьмяніший і найменш масивний супутник Чумацького Шляху серед коли-небудь відкритих, і, можливо, одна з найбільш насичених темною матерією відомих систем.

Про це розповідають в Обсерваторії В. М. Кека, передають OstanniPodii.com.

Систему виявила команда астрономів під керівництвом Університету Вікторії та Єльського університету. Вони провели дослідження з Гавайських островів, використовуючи дві обсерваторії гори Маунакеа на острові Гаваї — В. М. Кека та Канадсько-Французько-Гавайського телескопа (CFHT), а також Pan-STARRS (Панорамний оглядовий телескоп і система швидкого реагування) Інституту астрономії Гавайського університету на Галеакалі, Мауї; результати дослідження опубліковані у нещодавньому випуску журналу The Astrophysical Journal.

“UMa3/U1 розташована в сузір'ї Великої Ведмедиці. Вона, умовно кажучи, на нашому космічному задньому дворі, на відстані близько 30 000 світлових років від Сонця”, - розповідає Саймон Сміт, аспірант астрономії з Університету Вікторії та провідний автор дослідження. “Досі UMa3/U1 не вдавалося виявити через її надзвичайно низьку світність".

Крихітна система

Спостереження показують, що зоряна система крихітна, лише близько 60 зірок, вік яких перевищує 10 мільярдів років, з охопленням всього 10 світлових років. UMa3/U1 має надзвичайно малу масу — у 16 разів більшу за масу Сонця, вона у 15 разів менша за найтьмянішого кандидата на карликову галактику.

UMa3/U1 була вперше виявлена за допомогою даних, отриманих від "Оптичного північного огляду в ультрафіолетовому та ближньому інфрачервоному діапазонах" (UNIONS) на телескопах CFHT та Pan-STARRS. Потім команда вивчила зоряну систему детальніше за допомогою "Багатооб'єктного спектрографа глибокої візуалізації" (DEIMOS) обсерваторії Кека та підтвердила, що UMa3/U1 є гравітаційно пов'язаною системою — або карликовою галактикою, або зоряним скупченням.

“В UMa3/U1 так мало зір, що можна обґрунтовано засумніватися у тому, що це просто випадкове скупчення схожих зір. Кек мав вирішальне значення, показавши, що це не так”, - говорить співавторка дослідження Марла Геха, професорка астрономії та фізики Єльського університету. “Наші вимірювання DEIMOS чітко показують, що всі зорі рухаються в просторі з дуже схожими швидкостями та, здається, мають схожий хімічний склад”.

Можливо, це галактика з великою кількістю темної матерії

“Цікаво, що попередній розподіл швидкостей між зорями в системі може підтвердити висновок про те, що UMa3/U1 є галактикою з домінуванням темної матерії — спокуслива можливість, яку ми сподіваємося ретельно вивчити за допомогою більшої кількості спостережень Кека”, - говорить аспірант Єльського університету Вілл Серні, другий автор дослідження.

Те, як цим зорям вдалося залишитися згуртованою групою, вражає. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що темна матерія може утримувати їх разом.

Новини за подібною темою:

У нашій галактиці знайдено наймасивнішу чорну діру зоряної маси

“Об'єкт настільки крихітний, що його тривале виживання дуже дивує. Можна було б очікувати, що суворі приливні сили з боку диска Чумацького Шляху вже розірвали б систему на частини, не залишивши жодних видимих залишків”, - говорить Серні. “Той факт, що система виглядає неушкодженою, призводить до двох однаково цікавих можливостей. Або UMa3/U1 є крихітною галактикою, стабілізованою великою кількістю темної матерії, або це зоряне скупчення, яке ми спостерігали в дуже особливий час перед його неминучою загибеллю”.

У першому випадку пряме підтвердження того, що UMa3/U1 є тьмяною, давньою, з домінуванням темної матерії зоряною системою-супутником, було б захопливим досягненням, оскільки це підтвердило б передбачення провідної теорії походження Всесвіту.

Згідно зі стандартною моделлю космології "Лямбда-Холодна темна матерія" (LCDM), вчені припускають, що коли галактики, подібні до Чумацького Шляху, тільки-но сформувалися, вони створили гравітаційне тяжіння в процесі свого формування, яке притягнуло сотні зоряних систем-супутників, які продовжують обертатися навколо галактик і зараз.

Супутнє дослідження про вплив UMa3/U1 на теорію LCDM було прийнято до публікації в The Astrophysical Journal і доступне у форматі препринта на сервері arXiv.

Скільки ще може існувати подібних систем?

“Незалежно від того, підтвердять чи спростують майбутні спостереження, що ця система містить велику кількість темної матерії, ми дуже схвильовані можливістю того, що цей об'єкт може бути вершиною айсберга — першим прикладом нового класу надзвичайно тьмяних зоряних систем, які досі не вдавалося виявити”, - говорить Серні.

Переконливі докази наявності або відсутності темної матерії в UMa3/U1 має ключове значення у визначенні того, чи є ця зоряна система карликовою галактикою або зоряним скупченням. Поки її класифікація не стане зрозумілою, Велика Ведмедиця III/UNIONS 1 має дві назви. Ультратьмяні супутники Чумацького Шляху зазвичай називають на честь сузір'я, в якому вони відкриті (в цьому випадку Велика Ведмедиця), тоді як ультратьмяні зоряні скупчення зазвичай називають на честь проєкту дослідження, в якому вони були відкриті (UNIONS).

Хоча приналежність цієї зоряної системи все ще залишається невизначеною, UMa3/U1 прокладає шлях до нових перспектив у космології.

“Це відкриття може кинути виклик нашому розумінню формування галактик і, можливо, навіть самому визначенню поняття "галактика"”, - каже Сміт.

• Темна матерія
• Чумацький Шлях