Самый тусклый спутник Млечного Пути «плавает» в массивном облаке темной материи
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии