У карликовой галактики обнаружили огромное гало темной материи

Астрономы впервые обнаружили у небольшой и очень древней карликовой галактики протяженное гало темной материи. По мнению авторов, это говорит о том, что первые галактики во Вселенной были более массивными, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Млечный Путь окружен десятками карликовых галактик, которые считаются реликтами самых первых скоплений звезд во Вселенной. Среди них — ультратонкая карликовая галактика Тукана II, удаленная от Земли примерно на 163 тысячи световых лет.

Считается, что звезды с низким содержанием металлов образовались очень рано, когда Вселенная еще не производила тяжелые элементы. Тукана II — одна из самых химически примитивных известных галактик, судя по содержанию металлов в ее звездах.

Американские астрофизики из Массачусетского технологического института (MIT) вместе с коллегами из Великобритании и Австралии обнаружили на краю Тукана II несколько звезд, чрезвычайно удаленных от центра, и, тем не менее, находящихся в зоне гравитационного притяжения крошечной галактики. По мнению исследователей, при такой конфигурации звезд Тукана II должна иметь гало темной материи, которое в три-пять раз массивнее, чем предполагали ранее.

"Без темной материи галактика просто разлетелась бы. Темная материя — важнейший ингредиент в создании и удержании галактик, — приводятся в пресс-релизе института слова первого автора статьи, аспиранта MIT Анирудха Чити (Anirudh Chiti). — Тукана II имеет гораздо большую массу, чем мы думали, чтобы связать такие далекие звезды".

Темная материя, природа которой пока неизвестна, по подсчетам ученых, составляет более 85 процентов Вселенной. Считается, что локальная концентрация темной материи удерживает галактики как единое целое.

Исследователи также определили, что звезды на окраине Туканы II более примитивны, чем звезды в ее ядре. Это первое свидетельство звездного дисбаланса в карликовых галактиках. Авторы предполагают, что это следствие одного из первых слияний во Вселенной между двумя младенческими галактиками, одна из которых была менее примитивна, чем другая.

"Возможно, мы видим один из самых ранних признаков галактического каннибализма, — говорит еще один автор исследования Анна Фребель (Anna Frebel), доцент кафедры физики MIT. — Галактика, возможно, поглотила одного из своих меньших и более примитивных соседей, который затем рассыпал свои звезды на окраину Тукана II".

Для обнаружения более древних звезд в карликовой галактике авторы использовали наземный оптический телескоп SkyMapper, расположенный в Австралии, который позволяет снимать широкие панорамы Южного полушария звездного неба.

Чтобы обнаружить более примитивные, бедные металлами звезды за пределами ядра галактики, исследователи сначала применили специальный фильтр, а затем обработали отфильтрованные данные с помощью алгоритма, разработанного Чити. В итоге они идентифицировали более древние звезды, как несколько ранее известных звезд в центре, так и девять новых, расположенных на окраине Тукана II.

"Мы думали, что первые галактики были самыми маленькими, самыми тусклыми галактиками. Но на самом деле они могли быть в несколько раз больше, чем мы думали. Это также означает, что самые ранние галактики образовывались в ореолах темной материи гораздо большего размера, чем считалось ранее", — отмечает Фребель.

Авторы предполагают, что и другие древние реликтовые галактики могут иметь такие же протяженные гало темной материи.