• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29 марта
Дарья Г.
2 947

Самый тусклый спутник Млечного Пути «плавает» в массивном облаке темной материи

5.3

Астрономы смоделировали параметры самой тусклой галактики — спутника Млечного Пути, описанной в 2023 году, и подтвердили, что она должна находиться в скоплении темной материи, которое в миллиард раз массивнее нее. Иначе она бы не выдержала воздействие приливных сил Галактики и не пережила бы даже один оборот по орбите.

самая тусклая галактика-спутник Млечного Пути
Звезды карликовой галактики Ursa Major III/UNIONS 1 (UMa3/U1) (справа) среди всех звезд в этой области неба (слева) / © CFHT, S. Gwyn, S. Smith, The Astrophysical Journal (2024)

Наша галактика Млечный Путь окружена множеством небольших скоплений звезд. Шаровые скопления — обычно яркие и компактные системы звезд. Карликовые галактики — на порядок более разреженные скопления с гораздо большим диапазоном возможных характеристик. Чтобы различать их, астрономы обращаются к физике.

Динамику шаровых скоплений можно объяснить законами Ньютона и процессами, вовлекающими только обычную материю. Звезды там удерживаются рядом друг с другом силами собственного притяжения. Карликовым галактикам для существования в рамках стандартной космологической модели нужно нечто большее — темная материя.

Если вычислять массу тусклой карликовой галактики по движению ее объектов, у вас получится значение, в разы больше, чем при расчетах по светимости, то есть через сложение масс ее звезд. Недостающая масса — вероятно, темная материя. Поэтому ученые очень заинтересованы в исследовании таких спутников Млечного Пути. По сути, это маленькие «лаборатории» для изучения свойств темной материи. И вот в 2023 году астрономы открыли самый тусклый спутник Галактики.

Система звезд Ursa Major III/UNIONS 1 (UMa3/U1) состоит примерно из 60 звезд суммарной массой от 11 до 22 солнечных масс. Все они старые, старше 11 миллиардов лет, и бедные металлами. Диаметр всего скопления — около 10 световых лет (3 ± 1 парсек).

При таких характеристиках UMa3/U1 сопоставима по размеру с шаровыми скоплениями, но в 10 раз тусклее самого тусклого из них. Более того, она в 10 раз тусклее и в пять раз меньше Драко II, самой тусклой подтвержденной карликовой галактики — спутника Млечного Пути.

Чтобы подтвердить, что UMa3/U1 — действительно карликовая галактика, авторы нового исследования прибегли к компьютерному моделированию. Предположив, что это шаровое скопление, удерживающееся собственной гравитацией, они «запустили» его вокруг Млечного Пути. Оказалось, настолько разреженное скопление выдержало бы максимум один полный оборот. Слишком уж близко к Галактике летает UMa3/U1.

Авторы работы, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, рассчитали, что для удержания формы UMa3/U1 требуется гало из очень плотной темной материи массой порядка миллиарда солнечных масс, если следовать модели холодной темной материи ΛCDM. Но нужно учитывать, что это сопоставление результатов модели и реальных параметров UMa3/U1 опирается на недостаточно точные данные наблюдений (дисперсию скоростей звезд).

Ученые рассмотрели и альтернативные модели. Исходя из условий UMa3/U1, масса ультралегких частиц нечеткой темной материи (FDM) должна быть на порядок больше теоретических расчетов. Так что, если подтвердятся наблюдения за UMa3/U1, модель FDM придется пересматривать.

Плотность темной материи в центре UMa3/U1 плохо согласуется и с моделью самодействующей темной материи (SIDM). В этой гипотезе частицы темной материи должны взаимодействовать друг с другом, и теоретически, из-за столкновений, они не могут давать настолько высокую плотность, как в центре UMa3/U1.

Хотя авторы работы не рассмотрели этот вариант, отметим, что теория Николая Горькавого достаточно легко сочетается с наблюдениями в гало крупных галактик объектов с очень большой долей темной материи. Согласно ей темная материя состоит из реликтовых (доставшихся из прошлого цикла развития Вселенной) черных дыр массой в несколько солнечных. Такие объекты сосредоточены только в гало галактик, причем не равномерно, как темная материя в остальных моделях, а в формате компактных шаровых скоплений, аналогичных звездным шаровым скоплениям, но, в отличие от них, почти лишенных обычной материи. За счет этого увидеть такие скопления микролинзированием крайне сложно, но при этом они имеют достаточную массу, чтобы обеспечивать гравитационную стабильность объектов типа UMa3/U1 на протяжении значительного времени.

«Независимо от того, подтвердят или опровергнут будущие наблюдения [нашу гипотезу] о большом количестве материи в этой системе, мы очень рады предположению, что этот объект — лишь верхушка айсберга и только первый образец нового класса чрезвычайно тусклых систем звезд, которые раньше ускользали от нашего внимания», — объяснил Уилл Церны (Will Cerny), один из авторов первой работы, описывающей UMa3/U1.

Кстати, объекты вроде UMa3/U1 интересны не только с точки зрения изучения темной материи. Они настолько тусклые и бедные металлами, что в таких «химически чистых» условиях, анализируя состав ее звезд, можно очень точно измерить «урожайность» химических элементов от сверхновой первого поколения звезд после Большого взрыва.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:54
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

Вчера, 07:22
Полина Меньшова

У детей, которые чувствуют себя обузой для других, чаще возникают суицидальные мысли, выяснили специалисты из США. Кроме того, на психологическое состояние в раннем подростковом возрасте влияют некоторые действия со стороны родителей или опекунов.

9 часов назад
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

Вчера, 16:54
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

Вчера, 07:22
Полина Меньшова

У детей, которые чувствуют себя обузой для других, чаще возникают суицидальные мысли, выяснили специалисты из США. Кроме того, на психологическое состояние в раннем подростковом возрасте влияют некоторые действия со стороны родителей или опекунов.

14 апреля
Мария Азарова

Два фешен-гиганта, одни из самых известных в мире массмаркета, — шведская компания H&M и испанская Zara — оказались косвенно причастны к разрушению окружающей среды Бразилии. К такому выводу пришли авторы крупного расследования, изучившие различные данные, в том числе полученные под прикрытием.

18 марта
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: