Международная группа астрономов впервые обнаружила тонкую звездную струю, образованную распадающимся шаровым скоплением, вокруг галактики за пределами Млечного Пути. Открытие, опубликованное 12 августа в Nature, даёт новый метод для изучения невидимой тёмной материи в других галактиках.

Что нашли учёные

Исследователи заметили слабую узкую дугу в архивах телескопа Hubble при анализе ультра‑разрежённой галактики UGC 9050‑Dw1, находящейся примерно в 115 миллионах световых лет от Земли. Поскольку эта галактика содержит относительно мало звёзд, фон был тёмнее обычного, и тонкая струя оказалась различимой на снимках.

Такая струя формируется, когда шаровое скопление постепенно теряет звёзды под действием гравитации своей хост‑галактики; звёзды продолжают двигаться почти по одной и той же орбите, образуя длинную узкую структуру. До настоящего момента подобные струи идентифицировали лишь внутри Млечного Пути.

Метод и значение для тёмной материи

Команда смоделировала тысячи вариантов эволюции шарового скопления и распределения тёмной материи, чтобы воспроизвести наблюдаемую форму струи. По словам соавторов исследования, в частности Тйитске Старкенбург из Northwestern University, «звёзды в звездной струе все движутся почти по одной и той же орбите, и эта орбита формируется гравитацией галактики. Моделируя эту гравитацию, мы можем оценить общую массу галактики».

Результаты показали, что UGC 9050‑Dw1 содержит значительную долю тёмной материи, что согласуется с ожиданиями для ультра‑разрежённых галактик. Наблюдение демонстрирует, что тонкие шаровые струи могут стать новым инструментом для восстановления гравитационного поля и распределения массы в галактиках за пределами нашей собственной.

Перспективы и технологии

Авторы отмечают, что будущие широкопольные обзоры сделают поиск подобных структур гораздо эффективнее. В частности, упомянуты миссии, способные покрывать большие участки неба, что повысит шансы найти тонкие струи вокруг многих галактик и собрать статистику для изучения природы тёмной материи.

  • Архивы Hubble позволили впервые обнаружить струю вокруг внешней галактики.
  • Метод моделирования орбит струи даёт оценку общей массы галактики и доли тёмной материи.
  • Широкопольные телескопы будущего должны значительно увеличить число обнаружений.

Статья, озаглавленная «Evidence for the First Globular Cluster Stellar Stream beyond the Milky Way», подготовлена коллективом авторов, в числе которых Julie Kiel Holm, Sarah Pearson, Jacob Nibauer, David J. Sand, Adrian M. Price‑Whelan, Tjitske Starkenburg, David Hendel и Catherine Fielder. Исследование получило поддержку VILLUM FONDEN и Европейского союза (проект BeyondSTREAMS), а также ряд грантов NSF и NASA.

Открытие открывает путь к использованию тонких звездных струй как чувствительного индикатора мелкомасштабных возмущений тёмной материи: небольшие скопления невидимой массы могут оставлять в струях видимые проплешины или комки, что даст дополнительный экспериментальный способ проверки распределения тёмной материи в разных галактиках.