4197
Міжнародна команда астрономів уперше виявила зоряний потік у кулястому скупченні, що знаходиться не в Чумацькому Шляху, а в іншій галактиці. Відкриття стало можливим завдяки космічному телескопу Hubble та новим методам аналізу надзвичайно слабких структур. Для астрофізики це важливий крок, адже такі потоки можуть працювати як природні датчики невидимої темної матерії.
Зоряні потоки виникають тоді, коли зоряне скупчення поступово руйнується під дією гравітації. Частина зір залишає компактне ядро й витягується в довгі слабкі смуги. Їхня форма дуже чутлива до гравітаційного поля, через яке вони рухаються, тому за вигинами й щільністю потоку можна робити висновки про розподіл маси.
Дотепер подібні структури детально вивчали переважно в Чумацькому Шляху, де вони достатньо близькі й яскраві. Знайти такий потік в іншій галактиці надзвичайно складно, бо його поверхнева яскравість дуже мала навіть для найпотужніших телескопів.
Новий об’єкт знаходиться в ультрадифузній галактиці UGC9050-Dw1. Такі галактики дуже тьмяні: вони займають значний об’єм, але містять відносно мало зір. Через це вони особливо цікаві для досліджень темної матерії, адже видима речовина становить лише невелику частку їхньої загальної маси.
Команда під керівництвом Джулі Кіль Холм з Інституту Нільса Бора та Сари Пірсон із DTU Space змогла не лише побачити слабкий потік, а й використати його для оцінки загальної маси системи. Результати підтвердили, що UGC9050-Dw1 містить велику кількість темної матерії, що узгоджується з сучасними космологічними моделями.
Темна матерія не випромінює й не поглинає світло в звичайний спосіб, тому її не можна сфотографувати напряму. Про її присутність судять за гравітаційним впливом на зорі, газ і галактики. Саме тому зоряні потоки настільки цінні: вони буквально малюють траєкторію через невидиме гравітаційне поле.
Якщо в потоці є розриви, асиметрії або локальні ущільнення, це може вказувати на взаємодію з невидимими згустками маси. У межах Чумацького Шляху такі особливості вже використовують для пошуку субструктур темної матерії, а тепер подібний підхід можна буде перенести й на інші галактики.
Відкриття також відкриває новий шлях до порівняльної астрофізики. Якщо вчені знайдуть зоряні потоки в галактиках різних типів, вони зможуть перевіряти, чи однаково розподіляється темна матерія в різних середовищах і чи збігаються спостереження з теоретичними моделями.
Особливо важливо, що нова техніка працює на об’єктах із надзвичайно слабким світлом. Це означає, що майбутні телескопи, зокрема обсерваторія Vera Rubin та нові космічні місії, можуть виявити значно більше таких структур.
Отже, один тьмяний зоряний шлейф у далекій галактиці перетворився на інструмент для вивчення одного з найбільших нерозв’язаних питань сучасної фізики — природи темної матерії.
