Найближче до нас зоряне скупчення можливо порушується масивною, невидимою структурою

Дані зі супутника картографування зірок Gaia виявили дражливі докази того, що найближче до Сонця зоряне скупчення порушується гравітаційним впливом масивної, але невидимої структури в нашій галактиці.

Про це розповідають в Європейському космічному агентстві (ЄКА).

Якщо правда, то це може надати докази існування популяції «суб-гало темної матерії», підозрюваної в цьому. Вважається, що ці невидимі хмари частинок є реліктами від утворення Чумацького Шляху, і тепер вони розсіяні по галактиці, утворюючи невидиму підструктуру, яка чинить помітний гравітаційний вплив на все, що дрейфує занадто близько.

Науковий співробітник ЄКА Тереза Джерабкова та її колеги з ЄКА та Європейської південної обсерваторії зробили це відкриття під час дослідження того, як близько розташоване зоряне скупчення зливається із загальним тлом зірок у нашій галактиці. Це відкриття базувалося на достроковому третьому випуску даних Gaia (EDR3) та даних другого випуску.

Команда вибрала для своєї цілі зоряне скупчення Гіади, оскільки воно знаходиться найближче до Сонця, на відстані трохи більше 153 світлових років. Його легко помітити спостерігачам неба як у північній, так і в південній півкулях у вигляді яскравих зірок у формі літери «V», що позначають голову бика в сузір’ї Тельця. За межами цих легко помітних яскравих зірок телескопи виявляють близько сотні слабкіших, що містяться в сферичній області космосу, приблизно 60 світлових років в поперечнику.

Зоряне скупчення, природно, втратить зірки, оскільки, рухаючись усередині скупчення, вони тягнуться одна до одної дією гравітації. Це постійне смикання трохи змінює швидкість зірок, переміщаючи частину до країв скупчення. Звідти зірки можуть бути витіснені гравітаційним тяжінням галактики, утворюючи два довгих хвости.

Один хвіст плететься за зоряним скупченням, інший витягується попереду. Вони відомі як припливні хвости і широко вивчалися в галактиках, що зазнають зіткнення, але до останнього часу їх ніхто не бачив у недалеко розташованому відкритому зоряному скупченні.

Ключем до виявлення припливних хвостів є визначення того, які зірки на небі рухаються подібним до зоряного скупчення шляхом. Gaia полегшує це, оскільки точно вимірює відстань і рух більше мільярда зірок у нашій галактиці. “Це дві найважливіші величини, які нам потрібні для пошуку припливних хвостів із зоряних скупчень у Чумацькому Шляху”, - говорить Тереза.

Попередні спроби інших команд мали лише обмежений успіх, оскільки дослідники шукали лише зірки, які точно відповідали руху зоряного скупчення. Це виключило членів, які покинули його раніше, за 600–700 мільйонів років своєї історії, і тому зараз подорожують по різних орбітах.

Щоб зрозуміти діапазон орбіт, на які слід звернути увагу, Тереза побудувала комп’ютерну модель, яка б імітувала різні збурення, які можуть відчувати зірки, що втікають із скупчення, протягом сотень мільйонів років у космосі. Саме після запуску цього коду та порівняння моделювання із реальними даними було виявлено справжню протяжність припливних хвостів Гіади. Тереза та її колеги знайшли у даних Gaia тисячі колишніх членів. Зараз ці зірки розтягнулися на тисячі світлових років по галактиці у двох величезних припливних хвостах.

Але справжньою несподіванкою було те, що у припливному хвості, схоже що, не вистачає зірок. Це вказує на те, що відбувається щось набагато жорстокіше, ніж м’яке “розчинення” зоряного скупчення.

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

Знову запустивши моделювання, Тереза показала, що дані можна було б відтворити, якби цей хвіст зіткнувся з хмарою матерії, що містить близько 10 мільйонів сонячних мас. “Напевно, була тісна взаємодія з цією насправді величезною грудкою, і Гіади просто були розчавлені”, - каже вона.

Але що це за грудка може бути? Немає спостережень за газовою хмарою або зоряним скупченням, які б знаходилися поблизу. Якщо навіть у майбутніх цілеспрямованих пошуках не буде виявлено видимої структури, Тереза припускає, що об’єктом може бути суб-гало темної матерії. Це природні скупчення темної матерії, які, як вважають, допомагають формувати галактику під час її утворення. Ця нова робота показує, як Gaia допомагає астрономам картографувати цю невидиму темну матерію в каркасі галактики.

“З Gaia спосіб, яким ми бачимо Чумацький Шлях, повністю змінився. І завдяки цим відкриттям ми зможемо картографувати підструктури Чумацького Шляху набагато краще, ніж будь-коли раніше”, - говорить Тереза. І, маючи випробувану техніку з Гіадами, Тереза та її колеги продовжують роботу, шукаючи припливні хвости з інших, більш віддалених зоряних скупчень.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.