590
Астрономи виявили в далекій галактиці рідкісну структуру – тонкий зоряний струмінь, що “розмотується” від кульового скупчення. Це перший подібний об’єкт, зафіксований поза Чумацьким Шляхом, і він дав змогу по-новому виміряти розподіл темної матерії в цій галактиці. Про відкриття докладно розповідає видання Universe Today.
Перший зоряний струмінь за межами Чумацького Шляху
Новоспостережений зоряний потік являє собою тонку вигнуту смугу зір, що відривається від кульового скупчення, мов нитка від клубка. Подібні структури вже відомі в нашій галактиці: обертання Чумацького Шляху гравітаційно “розтягує” щільні скупчення зір, вириваючи частину з них у довгі ланцюги, які тягнуться по їхніх орбітах.
Досі такі утворення за межами Чумацького Шляху лишалися лише теоретичним припущенням. Вважалося, що вони мають існувати й в інших галактиках, але вони надто тьмяні, щоб їх побачити на таких відстанях. Тепер уперше вдалося безпосередньо зафіксувати один із них поза нашою галактикою.
Ключ до успіху – особливий об’єкт, у якому помітили потік. Галактика UGC 9050-Dw1 є ультрадифузною, тобто містить дуже мало зір, розкиданих на великій площі. Завдяки цьому фон виявився незвично темним, і тонка смуга зір на його тлі чітко виділилася, попри те, що ця система розташована приблизно за 115 мільйонів світлових років від Землі.
Як зоряний струмінь “зважує” темну матерію
Авторам роботи вдалося не лише ідентифікувати сам потік, а й використати його як інструмент вимірювання темної матерії в галактиці UGC 9050-Dw1. Ключовою є геометрія й рух зір у такому струмені.
Співавторка дослідження Тіцке Старкенбург (Tjitske Starkenburg) з Північно-Західного університету пояснює, що зорі в одному потоці рухаються майже по однакових орбітах, а форма цих орбіт визначається гравітаційним полем галактики. Моделюючи цю гравітацію за конфігурацією потоку, можна оцінити загальну масу галактики.
Частина цієї маси вже відома – це видима матерія, тобто зорі та інші об’єкти, які випромінюють або відбивають світло. Різниця між загальною масою та внеском видимої матерії й припадає на темну матерію, яка не взаємодіє з випромінюванням і виявляє себе лише через гравітацію.
Темна матерія лишається однією з головних загадок астрономії: її природа невідома, а всі висновки базуються на непрямих гравітаційних ефектах. Новий зоряний струмінь за межами нашої галактики дав унікальну можливість перевірити більш традиційні оцінки її кількості в UGC 9050-Dw1.
Результати збіглися з попередніми оцінками
Команда порівняла масу галактики, отриману за допомогою зоряного потоку, з оцінками, здобутими раніше іншими методами. Ці методи не описуються детально, але йдеться про “ортодоксальні” способи вимірювання темної матерії в ультрадифузних галактиках.
За словами Юлі К’єл Холм (Julie Kiel Holm) з Копенгагенського університету, співкерівниці дослідження, нові значення виявилися узгодженими з попередніми, отриманими раніше для цієї галактики. Це означає, що новий підхід, заснований на аналізі зоряних потоків від кульових скупчень, дійсно працює і за межами Чумацького Шляху.
Науковці підкреслюють, що йдеться про новий інструмент для вимірювання темної матерії в такого типу галактиках. Він не замінює інші методи, але доповнює їх і дозволяє незалежно перевіряти вже наявні результати.
Що дадуть майбутні телескопи
Об’єкт UGC 9050-Dw1 з зоряним потоком був знайдений у архівних даних космічного телескопа Габбла. Це означає, що подібні структури можуть уже “ховатися” в наявних спостереженнях, просто їх поки не помітили.
Автори роботи припускають, що це відкриття – лише перший приклад. Із появою нових, наступного покоління телескопів шанси знайти більше таких екстрагалактичних зоряних потоків суттєво зростають.
Особливі надії пов’язані з телескопом Nancy Grace Roman, який матиме поле зору приблизно у 100 разів ширше, ніж у Габбла. Це дасть змогу оглядати значно більші ділянки неба за один раз і, відповідно, виявляти більше тонких структур на кшталт зоряних струменів.
Чим більше таких потоків вдасться зафіксувати в різних галактиках, тим точніше астрономи зможуть відслідковувати розподіл темної матерії у Всесвіті й перевіряти нинішні теорії про її природу.
Рідкісний зоряний струмінь показав розподіл темної матерії з’явилася спочатку на Цікавості.
