Млечный Путь охраняет темный карлик

Спутник нашей галактики оказался очень древним и очень темным

В ближайших окрестностях Млечного Пути обнаружена реликтовая галактика-карлик, состоящая из рекордно плотной темной материи и всего лишь тысячи очень древних звезд.

Строго говоря, самой темной Sigue 1, галактика-сателлит Млечного Пути, стала не из-за рекордно слабого собственного светового излучения, но благодаря тому факту, что реальная масса этой галактики, как оказалось, в 3400 раз превышает массу звезд, обеспечивающих ее светимость. Такого огромного разноса между массой галактики и ее светимостью астрономы еще не наблюдали. По всей видимости (а точнее, по отсутствию этой самой видимости, то есть излучающего вещества),

Sigue 1 представляет собой массивное облако темной материи, декорированное крошечной щепоткой звезд — видимого барионного вещества, гравитационно связанного с «темной» частью.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 1,
    "pic2": "/files3/441/3721441/foundheartof-111.jpg",
    "picsrc": "Участок неба (созвездие Льва), где была обнаружена карликовая галактика-сателлит Segue 1 \\\\ Marla Geha",
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3721441_i_1"
}

Первое сообщение об открытии в созвездии Льва самой темной галактики было сделано два года назад группой астрономов из Йельского университета и вашингтонского Института Карнеги на основе данных, собранных на гавайском 10-метровом телескопе Keck II и в рамках проекта Sloan Digital Sky Survey. Однако приведенные тогда доводы, что наблюдаемый на расстоянии 23 килопарсек от Земли комплексный объект из порядка тысячи звезд, слаженно двигающихся в общей группе, является именно галактикой-спутником, а не блуждающим звездным скоплением, оторвавшимся от соседней карликовой эллиптической галактики в Стрельце под действием приливных сил, совсем не убедили авторитетную группу астрономов из Кембриджского университета.

Движимые научной интуицией авторы несостоявшегося открытия вернулись на Гавайи и на этот раз измерили скорость движения звезд в скоплении Sigue 1 не только относительно Млечного Пути, но и относительно друг друга с помощью многоцелевого спектрографа для изучения внегалактических объектов DEIMOS.

Подозрения оправдались: в скоплении была зафиксирована существенная локальная дисперсия скоростей звезд.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 2,
    "pic2": "/files3/441/3721441/1-foundheartof.jpg",
    "picsrc": "Используя спектрограф DEIMOS астрономы определили, какие из звед движутся в общей группе (обведены кружочками). // Marla Geha ",
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3721441_i_2"
}

Вместо того чтобы двигаться синхронно со скоростью 206–209 км/с относительно нашей галактики (точнее, наблюдателя в Солнечной системе), некоторые звезды Sigue 1 движутся со скоростью 194 км/с, в то время как скорость других составляет порядка 224 км/c.

Для столь компактной по космическим меркам звездной популяции разница очень существенная.

Как показали вычисления, чтобы разогнать звезды до таких скоростей, Sigue 1 должно обладать массой порядка 600 тысяч солнечных. Тем не менее скопление насчитывает всего лишь одну тысячу звезд, из них подавляющее большинство — это звезды солнечной массы. Недостающую скрытую массу, обеспечивающую расходимость скоростей, составляет темная материя, плотность которой в Sigue 1 должна быть очень высокой.

Именно эти два связанных параметра — собственная масса и собственные скорости звезд — позволяет отнести Sigue 1 к разряду не отпочковавшихся скоплений (в этом случае скорости звезд были бы синхронизированы как материнской системой, так и действием приливных сил), а именно к галактикам, то есть к системам из гравитационно связанных друг с другом звезд, считают авторы статьи, доступной на сайте электронных препринтов и опубликованной вThe Astrophysical Journal.

Вторым признаком, свидетельствующим, что мы имеем дело со звездной популяцией, сформировавшейся самостоятельно, а не в составе карликовой галактики-спутника в Стрельце, стал химический состав звезд Sigue 1.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 3,
    "pic2": "/files3/441/3721441/2-foundheartof-2222.jpg",
    "picsrc": "Теперь, маскировав все остальные объекты, можно рассмотреть самую \"темную\" галактику Segue 1. // Marla Geha",
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3721441_i_3"
}

Спектрометрический анализ семи звезд этой уже субкарликовой галактики показал крайне низкое содержание в их веществе железа — в 2500 раз меньше, чем у Солнца. Это позволяет оценить возраст Sigue 1 как очень древний, так как столь небогатые на тяжелые химические элементы звезды формировались именно в молодой Вселенной. Авторы статьи подчеркивают, что

в Млечном Пути пока что обнаружено менее 30 звезд реликтового типа, из них одна треть приходится на Sigue 1.

Независимо от того, как будет объяснено присутствие темной реликтовой галактики-спутника на выселках Млечного Пути (была ли Sigue 1 захвачена нашей галактикой, или это остаточный строительный кирпичик Млечного Пути, каким-то образом заплутавший на его периферии после формирования более молодых спиральных рукавов), аномально большой разрыв между массой и светимостью плюс относительная близость делает Sigue 1 первоочередной мишенью для датчиков орбитального гамма-телескопа Ферми, с помощью которого астрофизики надеются зафиксировать аннигиляцию частиц темной материи, слабо или вообще никак не реагирующей с барионным веществом.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3621145",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3721441_i_4"
}

Пока телескоп Ферми никаких специфичных гамма-событий в Sigue 1 не зафиксировал, но выводы из этого делать рано, так как гамма-метки — лишь один из гипотетических способов детектировать темную материю, природа которой неизвестна.

Не будет преувеличением сказать, что наше дальнейшее понимание Вселенной зависит от понимания феномена темной материи, больше всего инвестирующей в макромасштабные гравитационные взаимодействия. Не исключено, что именно микрогалактики, окружающие Млечный путь (а Sigue 1, скорее всего, не единственный темный карлик на окраине Млечного Пути), помогут выяснить, чем темная материя является на самом деле.