Ближайшее к нам звездное скопление возможно нарушается массивной, невидимой структурой

Данные из спутника картографирования звезд Gaia обнаружили дразнящие доказательства того, что самое близкое к Солнцу звездное скопление нарушается гравитационным влиянием массивной, но невидимой структуры в нашей галактике.

Об этом рассказывают в Европейском космическом агентстве (ЕКА).

Если правда, то это может предоставить доказательства существования популяции «суб-гало темной материи», подозреваемой в этом. Считается, что эти невидимые облака частиц являются реликтами от образования Млечного Пути, и теперь они рассеяны по галактике, образуя невидимую подструктуру, которая оказывает заметное гравитационное воздействие на все, что дрейфует слишком близко.

Научный сотрудник ЕКА Тереза Джерабкова и ее коллеги из ЕКА и Европейской южной обсерватории сделали это открытие во время исследования того, как близко расположенное звездное скопление сливается с общим фоном звезд в нашей галактике. Это открытие базировалось на досрочном третьем выпуске данных Gaia (EDR3) и данных второго выпуска.

Команда выбрала для своей цели звездное скопление Гиады, поскольку оно находится ближе к Солнцу, на расстоянии чуть более 153 световых лет. Его легко заметить наблюдателям неба как в северной, так и в южном полушариях в виде ярких звезд в форме буквы «V», обозначающих голову быка в созвездии Тельца. За пределами этих легко заметных ярких звезд телескопы обнаруживают около сотни слабых, содержащихся в сферической области космоса, примерно 60 световых лет в поперечнике.

Звездное скопление, естественно, потеряет звезды, поскольку, двигаясь внутри скопления, они тянутся друг к другу действием гравитации. Это постоянное дерганье немного меняет скорость звезд, перемещая часть к краям скопления. Оттуда звезды могут быть вытеснены гравитационным притяжением галактики, образуя два длинных хвоста.

Один хвост плетется за звездным скоплением, другой вытягивается впереди. Они известны как приливные хвосты и широко изучались в галактиках, которые испытывают столкновения, но до последнего времени их никто не видел в недалеко расположенном открытом звездном скоплении.

Ключом к обнаружению приливных хвостов является определение того, какие звезды на небе движутся подобным звездному скоплению путем. Gaia облегчает это, поскольку точно измеряет расстояние и движение более миллиарда звезд в нашей галактике. "Это две важнейшие величины, которые нам нужны для поиска приливных хвостов из звездных скоплений в Млечном Пути", - говорит Тереза.

Предыдущие попытки других команд имели лишь ограниченный успех, поскольку исследователи искали только звезды, которые точно соответствовали движению звездного скопления. Это исключило членов, которые покинули его раньше, за 600-700 миллионов лет истории, и поэтому сейчас путешествуют по разным орбитам.

Чтобы понять диапазон орбит, на которые следует обратить внимание, Тереза построила компьютерную модель, которая имитировала различные возмущения, которые могут чувствовать звезды, убегающие из скопления, в течение сотен миллионов лет в космосе. Именно после запуска этого кода и сравнения моделирования с реальными данными была обнаружена настоящая протяженность приточных хвостов Гиады. Тереза и ее коллеги обнаружили в данных Gaia тысячи бывших членов. Сейчас эти звезды растянулись на тысячи световых лет по галактике в двух огромных приливных хвостах.

Но настоящей неожиданностью было то, что в приливном хвосте, похоже что, не хватает звезд. Это указывает на то, что происходит что-то гораздо более жесткое, чем мягкое "растворение" звездного скопления.

© ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO; acknowledgement: S. Jordan/T. Sagrista

Опять запустив моделирования, Тереза показала, что данные можно было бы воспроизвести, если бы этот хвост столкнулся с облаком материи, содержажим около 10 миллионов солнечных масс. "Наверное, было тесное взаимодействие с этим на самом деле огромным комом, и Гиады просто были раздавлены", - говорит она.

Но что это за ком может быть? Нет наблюдений за газовым облаком или звездным скоплением, которые находились поблизости. Если даже в будущих целенаправленных поисках не будет обнаружено видимой структуры, Тереза предполагает, что объектом может быть суб-гало темной материи. Это естественные скопления темной материи, которые, как полагают, помогают формировать галактику во время ее образования. Эта новая работа показывает, как Gaia помогает астрономам картографировать эту невидимую темную материю в каркасе галактики.

"С Gaia способ, каким мы видим Млечный Путь, полностью изменился. И благодаря этим открытиям мы сможем картографировать подструктуры Млечного Пути намного лучше, чем когда-либо прежде", - говорит Тереза. И, имея испытанную технику с Гиадами, Тереза и ее коллеги продолжают работу, ища приливные хвосты из других, более отдаленных звездных скоплений.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.