Команда провела исследование с Гавайев с использованием двух обсерваторий Маунакеа на острове Гавайи — обсерватории В. М. Кека и Канадско-Франко-Гавайского телескопа (CFHT), а также Института астрономии Гавайского университета Pan—STARRS (Панорамный обзорный телескоп и система быстрого реагирования) на Халеакале, Мауи.
"UMa3 / U1 расположена в созвездии Большой Медведицы. Она находится, условно говоря, на заднем дворе нашего космоса, примерно в 30 000 световых годах от солнца ", - говорит Саймон Смит, аспирант астрономии Университета Виктории и ведущий автор исследования. "UMa3 / U1 до сих пор не была обнаружена из-за ее чрезвычайно низкой светимости".
Наблюдения показывают, что звездная система крошечная, всего около 60 звезд, возраст которых превышает 10 миллиардов лет, и простирается всего на 10 световых лет в поперечнике. UMa3 / U1 имеет чрезвычайно низкую массу — в 16 раз превышающую массу Солнца, она в 15 раз менее массивна, чем самая слабая предполагаемая карликовая галактика.
UMa3/U1 была впервые обнаружена с использованием данных, полученных с помощью ультрафиолетовой ближней инфракрасной оптической службы Northern Survey (UNIONS) в CFHT и Pan-STARRS.
Затем команда изучила звездную систему более детально с помощью многообъектного спектрографа DEIMOS обсерватории Keck и подтвердила, что UMa3 / U1 является гравитационно связанной системой, либо карликовой галактикой, либо звездным скоплением.
"В UMa3 / U1 так мало звезд, что можно обоснованно усомниться в том, что это просто случайное скопление похожих звезд. Кек сыграл решающую роль, показав, что это не так ", - говорит соавтор Марла Геха, профессор астрономии и физики Йельского университета. "Наши измерения ДЕЙМОСА ясно показывают, что все звезды движутся в пространстве с очень похожими скоростями и, по-видимому, имеют схожий химический состав".
"Интересно, что предварительный разброс скоростей между звездами в системе может подтвердить вывод о том, что UMa3 / U1 является галактикой, в которой преобладает темная материя - заманчивая возможность, которую мы надеемся тщательно изучить с помощью дополнительных наблюдений Кека", — говорит аспирант Йельского университета Уилл Черни, второй автор исследования.
Удивительно, как этим звездам удавалось оставаться сплоченной группой. Одно из возможных объяснений заключается в том, что темная материя, возможно, удерживает их вместе.
"Объект настолько мал, что его долгосрочное выживание очень удивительно. Можно было бы ожидать, что сильные приливные силы, исходящие от диска Млечного Пути, к настоящему времени разорвали систему на части, не оставив никаких видимых остатков ", - говорит Черни. "Тот факт, что система кажется неповрежденной, приводит к двум одинаково интересным возможностям. Либо UMa3 / U1 - крошечная галактика, стабилизированная большим количеством темной материи, либо это звездное скопление, которое мы наблюдали в совершенно особое время перед его неминуемой гибелью. "
При первом сценарии достижение прямого подтверждения того, что UMa3 / U1 является слабой, древней звездной системой-спутником, в которой преобладает темная материя, было бы захватывающим достижением, потому что это подтвердило бы предсказание ведущей теории происхождения Вселенной.
В рамках модели лямбда-холодной темной материи (LCDM) ученые выдвигают гипотезу, что когда галактики, подобные Млечному Пути, впервые сформировались, они создали гравитационное притяжение в процессе их сборки, которое привлекло сотни звездных систем-спутников, которые продолжают вращаться вокруг галактик и сегодня.
"Независимо от того, подтвердят будущие наблюдения или опровергнут тот факт, что эта система содержит большое количество темной материи, мы очень взволнованы возможностью того, что этот объект может быть верхушкой айсберга — что он может быть первым примером нового класса чрезвычайно слабых звездных систем, которые до сих пор ускользали от обнаружения", - говорит Черни.
Убедительные доказательства присутствия или отсутствия темной материи в UMa3 / U1 являются ключом к определению того, является ли звездная система карликовой галактикой или звездным скоплением. Пока не станет ясна ее классификация, Большая Медведица III / UNIONS 1 имеет два названия. Ультраяркие спутники Млечного Пути обычно называются в честь созвездия, в котором они обнаружены (в данном случае, Большая Медведица), тогда как ультраяркие звездные скопления обычно называются в честь исследовательского проекта, в рамках которого они были обнаружены (UNIONS).
Хотя идентичность этой звездной системы все еще неоднозначна, UMa3 / U1 прокладывает путь к новым перспективам в космологии.
"Это открытие может бросить вызов нашему пониманию формирования галактик и, возможно, даже определению понятия "галактика"", - говорит Смит.
Источник: The Astrophysical Journal, обсерватория В. М. Кека
На изображении:
На этом изображении глубокого неба (слева) скрыта Uma3 / U1, крошечная группа звезд (справа), связанных вместе собственной гравитацией (и, возможно, даже темной материей!) На орбите вокруг Млечного Пути. Автор: CFHT / С. Гвин (справа) / С. Смит (слева).
Астрофизический журнал (2024).
Дополнительные материалы
