Науковці виявили карликову галактику, чи, скоріше, зоряне скупчення Піч-7. Її маса становить лише близько 170 сонячних і при цьому обертається навколо карликової сферичної галактики в сузір’ї Печі. Остання, своєю чергою, є супутником Чумацького Шляху.
Проблема гало темної матерії карликових галактик
Астрономи, використовуючи дані космічного телескопа Euclid, виявили надзвичайно тьмяну зоряну систему поблизу карликової галактики Піч. Ця система, що отримала назву Піч-7, судячи з усього, є супутником галактики Піч і містить зорі, загальна маса яких становить лише приблизно 170 мас Сонця. Про це розповідає сайт phys.org.
Модель Всесвіту, що базується на стандартній моделі холодної темної матерії типу «лямбда», передбачає, що гало темної матерії будь-якої маси повинні містити власні менші субгало. Це добре підтверджено для галактик із масою, схожою на масу Чумацького Шляху, які мають багато карликових супутників, але це ніколи не було підтверджено для галактик-господарів, маса яких значно менша за масу Чумацького Шляху.
Наразі рекордсменом є Велика Магелланова Хмара (LMC), яка має потенційні ультраслабкі супутники. Виявлення супутника навколо такого невеликого об’єкта, як карликова сфероїдальна галактика Піч, маса якої приблизно в 100 разів менша за масу Великої Магелланової Хмари, розширило б спостережуване ієрархічне формування супутникових систем майже на два порядки величини нижче за Велику Магелланову Хмару, пишуть дослідники у статті.
Піч — це карликова галактика, що обертається навколо Чумацького Шляху на відстані приблизно 470 000 світлових років. У ній розташовані шість відомих кулястих скупчень. П’ять із них мають вік понад 10 млрд років, але розташовані далеко від центру галактики. З огляду на їхню масу та вік, розрахунки показують, що такі скупчення вже мали б переміститися до центру. Ця «проблема часу» породила дискусію щодо того, чи є гало темної матерії навколо Печі дифузним «ядром» низької щільності, а не щільним центральним «виступом», як це передбачають стандартні моделі холодної темної матерії.
Команда під керівництвом Теймура Сайфоллахі зі Страсбурзької обсерваторії випадково виявила на нових знімках супутника Euclid крихітну, надзвичайно тьмяну зоряну систему під назвою Піч-7. Ця система розташована дуже близько до самої галактики в сузір’ї Печі.
Галактика чи зоряне скупчення?
Щоб точно визначити властивості Піч-7, команда спочатку побудувала діаграму «колір — зоряна величина» на основі шести найяскравіших і найнадійніших зірок-членів, відфільтрувавши зорі Чумацького Шляху на передньому плані за допомогою даних про рух від Gaia та критеріїв відбору за кольором. Шести світил недостатньо для визначення віку системи, вмісту металів та відстані, тому дослідники змоделювали тисячі можливих зоряних популяцій і порівняли кожну з них із даними, щоб знайти найкращий збіг.
Потім вони провели додаткові розрахунки, щоб перевірити, чи поводиться Піч-7 як зоряне скупчення, чи як галактика, в якій переважає темна матерія.
Моделі дослідницької групи свідчать, що Піч-7 розташована приблизно на такій самій відстані від Землі, як і «Форнакс», що є вагомою підставою вважати ці два об’єкти сусідами. На небі Піч-7 віддалений від центру «Форнакса» на проєкційну відстань близько 2,8 кілопарсеків (приблизно 9100 світлових років), але дослідники поки що не впевнені, чи пов’язані ці два об’єкти гравітаційно.
Тьмяний супутник супутника
Ця система надзвичайно мала, а її вік становить приблизно 10 млрд років. Сумарна маса її зір складає лише близько 170 сонячних. «Наші результати показують, що Fornax-7 є однією з найтьмяніших і найменших систем, які коли-небудь виявляли», — пише команда.
Науковці пропонують два сценарії: Піч-7 може бути зоряним скупченням без темної матерії або супутниковою галактикою, що переважно складається з темної матерії та обертається навколо карликової галактики Печі. Якщо це зоряне скупчення, його властивості можуть допомогти розв’язати «проблему хронології» та з’ясувати, як темна матерія розподілена в материнській галактиці. Якщо ж це карликова галактика-супутник Печі, то вона стане першим відомим прикладом супутника супутника для материнської галактики такої малої маси.
На думку науковців, для розрізнення цих сценаріїв необхідно виміряти внутрішню дисперсію швидкості системи за допомогою спектроскопії, ймовірно, з використанням телескопів нового покоління. Третя можливість полягає в тому, що це не пов’язаний із цим явищем об’єкт гало Чумацького Шляху, який випадково виявився на одній лінії.
