Открытие звезд проливает новый свет на темную материю и галактический каннибализм

Вопрос о том, почему Млечный Путь не втягивает в себя за счет гравитации так называемые древние галактики, кому-то может показаться не очень практичным. Но ученых эта тема увлекает: значит, внутри этих галактик находится знаменитая «темная материя». Именно ее притяжение и есть сила, движущая мирами.

Открытие нескольких звезд на краю древней галактики проливает новый свет на темную материю и дает подсказки о возможном раннем примере галактического каннибализма.

Тукана II — это очень тусклая карликовая галактика, удаленная от Земли примерно на 163 000 световых лет. Ее считают остатком самых ранних галактик во Вселенной. Ученым было известно, что в этой галактике есть древние звезды, в том числе, с очень низким содержанием металлов, указывающим на то, что они сформировались вскоре после Большого взрыва.

Теперь исследователи говорят, что обнаружили россыпь звезд далеко от центра Туканы II. Это свидетельство того, что данная галактика больше, чем считалось ранее. Кроме того, данное открытие дает новые подсказки о ее формировании.

В статье на страницах журнала Nature Astronomy ученые из США, Британии и Австралии сообщают, что обнаружили эти звезды при помощи изображений, полученных с телескопа SkyMapper, принадлежащего Австралийскому национальному университету, а также с использованием данных со спутникового телескопа «Гея», следящего за звездами Млечного Пути.

В целом этот научный коллектив сумел открыть и изучить девять новых звезд. Таким образом количество известных звезд в галактике Тукана II увеличилось почти в два раза.

Здесь есть одна исключительно важная особенность. Открытые недавно звезды находятся примерно в 3 500 световых годах от центра галактики, в то время как удаление ранее известных звезд от ее центра составляет 1 100 световых лет. Кроме того, ученые выяснили, что у этих звезд более низкое содержание металлов, а это говорит о том, что они старше.

Ученые предполагают, что находящиеся на краю галактики звезды могли сформироваться за ее пределами, намекая на то, что Тукана II возникла в результате слияния двух примитивных галактик. Считается, что такие процессы происходили в других, более молодых галактиках, и это подтверждается данными моделирования. Теперь исследователи полагают, что то же самое могло случиться и с древними карликовыми галактиками типа Туканы II.

«Наше открытие дает предварительное доказательство присутствия таких явлений в более древней галактике и указывает на то, что на их формирование влияли те же самые процессы», — написали ученые.

Они отмечают, что для них стало неожиданностью найти звезды так далеко от центра галактики, в которой очень мало звезд. Изучив их орбиты, они исключили возможность того, что эти звезды посредством гравитации «были вытянуты» из центра галактики другими объектами.

Ученые говорят, что скорее всего, звезды удерживаются на месте силой притяжения самой галактики.

«Чтобы удержать эти звезды и не дать Млечному Пути утянуть их прочь, Тукане II нужна огромная масса», — сказал автор исследования Доктор Денис Эркал (Denis Erkal), работающий в Суррейском университете.

Но в Тукане II очень мало звезд, а это значит, что она должна содержать в четыре раза больше темной материи, чем считалось ранее.

По словам ученых, это означает следующее. Самые ранние галактики могли быть намного больше по своим размерам, чем считалось прежде, и было бы очень интересно поближе взглянуть на другие древние карликовые галактики, дабы понять, есть ли и у них звезды на большом удалении от центра.

Эркал добавил: «Мы впервые смогли обнаружить звезды так далеко от карлика, и нам понадобится провести больше наблюдений за другими карликами, чтобы понять, общее это явление для всех карликовых галактик, или это просто особенность Туканы II».

Профессор Джастин Рид (Justin Read), возглавляющий физические исследования в Суррейском университете и не участвовавший в этой работе, сказал, что исследование подтвердило давнюю теорию о том, что крошечные карликовые галактики должны быть окружены огромным невидимым «нимбом» темной материи.

«Это говорит о том, что наши нынешние представления о сущности темной материи верны, — сказал он. — Мы пока не знаем, из чего состоит темная материя, но наблюдения такого рода приближают нас к ответу на этот вопрос».

Директор гейдельбергского Института астрономии Общества Макса Планка Ганс-Вальтер Рикс (Hans-Walter Rix) сказал: «Это действительно хорошая работа с превосходным уровнем научного исполнения. Она убедительно показывает, что в этой крошечной галактике некоторые звезды находятся дальше от центра, чем предполагалось ранее.

Вместе с тем, он предупредил, что предлагаемый сценарий галактического каннибализма на данный момент является всего лишь теорией. «Путь к предполагаемым последствиям галактического каннибализма в ранней Вселенной кажется правдоподобным и интригующим. Но он не уникален и не очень убедителен», — сказал Рикс.