Астрономы обнаружили первый звёздный поток, происходящий от шарового скопления за пределами Млечного Пути. Слабая лента звёзд видна на глубоких снимках галактики UGC 9050-Dw1, сделанных космическим телескопом «Хаббл». Эта ультрадиффузная галактика находится примерно в 115 миллионах световых лет от Земли. Уже сейчас форма потока используется для оценки того, сколько тёмной материи окружает галактику.
Шаровые скопления — это плотные группы звёзд, удерживаемые вместе гравитацией. Когда такое скопление обращается вокруг галактики, приливное притяжение галактики может отрывать от него звёзды. Убегающие звёзды не разлетаются случайным образом. Они продолжают двигаться почти по той же орбите, оставляя длинный узкий поток, который сохраняет информацию о гравитационных силах, действующих на скопление.
Такие потоки распространены в Млечном Пути, где астрономы нашли множество примеров. За пределами нашей галактики их увидеть гораздо труднее, потому что они чрезвычайно тусклые. В данном случае разреженный фон UGC 9050-Dw1 облегчил обнаружение потока в архивных наблюдениях «Хаббла». Тонкая дуга рядом с компактным звёздным скоплением выделялась как возможный след разрываемых звёзд.
UGC 9050-Dw1 относится к классу ультрадиффузных галактик. Они могут быть такими же широкими, как гораздо более яркие галактики, но содержат значительно меньше звёзд, что затрудняет измерение их массы обычными инструментами, такими как кривые вращения или скорости звёзд. Поток предоставляет другой путь: его кривизна и яркость фиксируют орбиту создавшего его скопления и гравитационное поле, через которое эта орбита проходила.
Команда сравнила наблюдаемый поток с тысячами компьютерных симуляций. Каждая симуляция проверяла различные комбинации свойств скопления и распределений тёмной материи. Модели, лучше всего совпавшие с формой потока, указывали на массивное гало тёмной материи вокруг галактики, что согласуется с более ранними оценками, но здесь было измерено с помощью нового метода.
Внешний вид потока также подтверждает идею о том, что он произошёл от шарового скопления, а не от рыхлого разброса обычных звёзд. Его морфология, цвет и видимая связь с компактным источником соответствуют интерпретации скопления. Моделирование в исследовании воспроизвело наблюдаемую поверхностную яркость и использовало поток для первого ограничения на гало ультрадиффузной галактики, основанного на звёздном потоке.
Тёмную материю нельзя увидеть напрямую, потому что она не излучает и не отражает свет. Астрономы выводят её присутствие из гравитации: по тому, как движутся звёзды, вращаются галактики и искривляется свет, путешествующий через пространство. Звёздный поток добавляет ещё один вид записи. Его орбита несёт информацию о невидимой массе, которая формировала галактику миллиарды лет.
Результат всё ещё основан на одной внешней галактике, поэтому это не полный обзор того, как распределена тёмная материя. Но он показывает, что потоки от шаровых скоплений можно использовать за пределами Млечного Пути, где другие измерения часто затруднены, поскольку ультрадиффузные галактики содержат относительно мало ярких звёзд. Будущие наблюдения могут выявить больше потоков и проверить, вызваны ли небольшие разрывы или сгущения в них концентрациями тёмной материи.
Такие разрывы были бы особенно ценными. Небольшая концентрация тёмной материи, проходящая через поток, может оттянуть звёзды от ленты и оставить измеримый разрыв. Если астрономы найдут одинаковую картину в нескольких галактиках, у них появится способ сравнивать субструктуру тёмной материи далеко за пределами окрестностей Млечного Пути.
Для читателей Curiosmos это открытие связывает два масштаба, которые обычно обсуждаются отдельно: медленное разрушение звёздного скопления и структуру целой галактики. Оно также дополняет наши материалы о ранних слияниях Млечного Пути, о том, как астрономы измеряют космические расстояния, и о доказательствах, которые учёные используют для изучения невидимых частей Вселенной.
Источники и дополнительная литература: Evidence for the First Globular Cluster Stellar Stream beyond the Milky Way (научная статья); исследовательский отчёт Северо-Западного университета.
Ваш комментарий