Астрономы, просматривая данные космического корабля ESA Gaia, обнаружили то, что они называют призрачной галактикой. Галактика, названная Antlia 2 (Ant 2), является карликовой галактикой чрезвычайно низкой плотности, которая сформировалась в первые дни существования вселенной. И оно лишается своей массы приливными силами Млечного Пути.
Эта призрачная галактика все это время скрывалась на виду. Из-за низкой плотности его было трудно обнаружить, а также и его местоположение. Он спрятан за саваном диска Млечного пути, в области, известной астрономам как «Зона избегания» (ZOA). Но он огромен: он такого же размера, как Большое Магелланово Облако, и одной трети размера Млечного Пути. ,
Международная группа астрономов обнаружила Ant 2 во время второго выпуска данных с космического корабля Gaia. Они искали карликовые галактики около Млечного Пути, ища звезды RR Лиры. RR Лиры - переменные звезды, используемые в качестве стандартных свечей. Это старые, бедные металлом звезды, которые обычно встречаются в карликовых галактиках, поэтому, если вы найдете RR Лиры, вы, вероятно, обнаружили карликовую галактику.
В некоторых отношениях Ant 2 похож на другие карликовые галактики. Все галактики, включая карликовые галактики, подобные этой, сформированы в связи с темной материей. Как ясно из их названия, карлики меньше и имеют меньше звезд, чем другие галактики. Карликовая галактика может иметь только сто миллионов звезд, а может быть, и несколько миллиардов. Они затмеваются нашей собственной галактикой Млечный Путь, которая насчитывает от 200 до 400 миллиардов звезд.
«Это призрак галактики. Объекты, столь же рассеянные, как Ant 2, просто раньше не видели ». - Габриэль Торреальба, ведущий автор.
Звезды в карликовой галактике отличаются от звезд в других галактиках. Карликовые галактики были одними из первых структур, которые сформировались во вселенной, поэтому их звезды старше и беднее металлами. Они были сформированы в первые дни, до того, как последующие поколения звезд заселили вселенную металлами.
Многие карликовые галактики подвержены гравитационным приливам более крупных галактик вблизи них, и Ant 2 не является исключением. Их часто замечают, что их притягивают к более крупным галактикам, и их взаимодействие разрывает их на части. Это может привести к слиянию галактик, и это может произойти с Ant 2.
Но призрачная галактика Ant 2 отличается от других гномов. Это дает очень мало света. По сравнению с другой из спутниковых галактик Млечного Пути, Большого Магелланова Облака, оно в 10 000 раз слабее. В зависимости от того, как вы на него смотрите, он либо слишком велик для своей яркости, либо слишком тусклый для своего размера.
«Это призрак галактики», - сказал Габриэль Торреальба, ведущий автор газеты. «Такие рассеянные объекты, как Ant 2, просто раньше не видели. Наше открытие стало возможным только благодаря качеству данных Gaia ».
Миссия ESA Gaia выпустила самый богатый на сегодняшний день каталог звезд, включающий высокоточные измерения почти 1,7 миллиарда звезд. Он раскрыл ранее невиданные детали нашей родной Галактики и показал, как Млечный Путь образовался в результате слияния с другой галактикой 10 миллиардов лет назад. Ранее в этом году во втором выпуске данных от Gaia появились новые сведения о звездах Млечного пути, доступные ученым во всем мире, и это стало сокровищницей для астрономов, в том числе для команды призрачной галактики.
Команда астрономов, стоящих за исследованием, родом из Тайваня, Великобритании, США, Австралии и Германии. Они искали второй выпуск данных Gaia для звезд RR Лиры, надеясь найти больше карликовых галактик. Эти старые звезды имеют хорошо понятные импульсы яркости, которые длятся полдня, поэтому они очень полезны.
«Р.Р. Лиры были обнаружены на каждом известном карликовом спутнике, поэтому, когда мы обнаружили группу из них, сидящую над диском Галактики, мы не были полностью удивлены», - сказал соавтор Василий Белокуров из Кембриджского института астрономии. «Но когда мы посмотрели поближе на их местоположение на небе, оказалось, что мы нашли что-то новое, поскольку ни в одной из баз данных, в которых мы искали, не было обнаружено ранее идентифицированного объекта».
«Нам интересно, является ли эта галактика лишь верхушкой айсберга, и Млечный Путь окружен большой популяцией почти невидимых карликов, похожих на эту». - соавтор Мэтью Уокер, Университет Карнеги-Меллона.
Команда уведомила своих коллег на англо-австралийском телескопе (AAT) в Австралии. В сжатые сроки астрономы из AAT измерили спектры более чем 100 красных гигантских звезд в призрачной галактике. Эти спектры предоставили подтверждение, необходимое команде.
Спектры показали, что все звезды движутся вместе. Муравей 2 никогда не приближается слишком близко к Млечному Пути, всегда находясь на расстоянии не менее 130 000 световых лет. Исследователи также смогли получить массу галактики, которая была намного ниже, чем ожидалось для объекта ее размера.
«Самое простое объяснение того, почему сегодня у Ant 2 такая малая масса, - это то, что его разбирают галактические приливы Млечного Пути», - сказал соавтор Сергей Копосов из Университета Карнеги-Меллона. «Однако остается необъяснимым гигантский размер объекта. Обычно, когда галактики теряют массу в результате приливов Млечного Пути, они сжимаются, а не растут.
Так что Ant 2 - загадка для астрономов. Это очень большой для чего-то с такой низкой массой. Удаление массы не может увеличить галактику-призрак; это бессмысленно. Должна быть еще одна причина, по которой она увеличивается в размерах, теряя массу, но пока никто не знает. Наши нынешние теории формирования галактик не предсказывают такие объекты, как Ant 2.
Одно из предположений предполагает, что очень сильное звездообразование внутри Ant 2 может привести к его расширению, в то время как Млечный Путь крадет его массу. Звездные ветры и взрывы сверхновых могут оттолкнуть неиспользованный газ, ослабить гравитацию, связывающую галактику, и позволить темной материи, с которой она связана, расширяться. Но это не доказано.
«Даже если звездообразование может изменить распределение темной материи в Ant 2 в том виде, в каком оно было создано, оно должно было действовать с беспрецедентной эффективностью», - сказал соавтор Джейсон Сандерс, также из Кембриджа.
Другая линия предположений касается самой темной материи, может быть, другой тип темной материи. Текущая теория предсказывает, что темная материя плотно упаковывается в центре галактик. Но рассеянная, распространенная природа Ant 2 может означать, что тип темной материи, который не так легко группируется, работает. Как говорится в статье команды: «Происхождение этого ядра может соответствовать агрессивной обратной связи или даже может потребовать альтернативы холодной темной материи (такой как сверхлегкие бозоны)».
«По сравнению с остальными примерно 60 спутниками Млечного Пути, Ant 2 - это странный мяч», - сказал соавтор Мэтью Уокер, также из Университета Карнеги-Меллона. «Нам интересно, является ли эта галактика лишь верхушкой айсберга, и Млечный Путь окружен большой популяцией почти невидимых карликов, похожих на эту».
Поиск странной призрачной галактики, такой как Ant 2, вызывает недоумение, но это было не совсем неожиданно. Поскольку методы обнаружения стали более чувствительными, были обнаружены более тусклые спутниковые галактики. Вероятно, это был только вопрос времени, пока один из них не был найден здесь, в ZOA. Но остается ли он единственным, кого мы когда-либо нашли, или же мы наткнулись на первого из многих благодаря силе космического корабля Gaia - все еще остается открытым вопросом. В любом случае, это заставляет астрономов переосмыслить свои наиболее выполнимые теории.
- Пресс-релиз Кембриджского университета: «Гайя видит« призрачную »галактику по соседству»
- Научно-исследовательская работа: «Скрытый гигант: открытие огромного спутника Галактических карликов в Gaia DR2»
- ESA Gaia page
- Википедия: RR Лиры Звезд
