У нашего Млечного Пути может быть гораздо больше галактик-спутников, чем мы обнаружили до сих пор. Они просто слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть.
Ученые утверждают, что Млечный Путь может быть окружен десятками еще не обнаруженных галактик-спутников. Используя моделирование с самым высоким разрешением темной материи нашей галактики — невидимой сущности, которая формирует крупномасштабную структуру Вселенной — и новые математические модели, космологи предсказывают, что вокруг нашей галактики могут вращаться более 100 дополнительных галактик-спутников, помимо тех, что уже каталогизированы. Если эти галактики будут обнаружены телескопами, они могут подтвердить стандартную модель космологии — доминирующую модель нашей Вселенной, объясняющую формирование галактик. Исследователи представили свои выводы 11 июля на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Дареме, Англия.
«Мы знаем, что у Млечного Пути есть около 60 подтверждённых галактик-спутников, но мы полагаем, что вокруг Млечного Пути на близких расстояниях должны вращаться ещё десятки таких же тусклых галактик», — заявила в своём заявлении ведущий исследователь Изабель Сантос-Сантос , аспирантка Даремского университета . «Возможно, вскоре мы сможем увидеть эти „пропавшие“ галактики, что было бы невероятно интересно и могло бы рассказать нам больше о том, как возникла Вселенная, какой мы её видим сегодня». Согласно стандартной теории космологии, известной как лямбда-холодная тёмная материя (LCDM), как карликовые галактики, так и крупные, такие как наша, формируются в скоплениях, называемых галактическими гало. Эти огромные звёздные сферы плавают, словно листья в пруду тёмной материи – таинственной субстанции, которая, как полагают, составляет 85% материи Вселенной.
Тёмная материя не отражает свет, поэтому её существование не наблюдалось напрямую. Однако учёные видят доказательства её существования в форме галактик, в искривлении звёздного света при прохождении через них и в ускорении звёзд до необъяснимых иначе скоростей при их вращении вокруг галактических центров. Это гало тёмной материи создаёт для Млечного Пути мощное гравитационное притяжение. Оно настолько сильное, что за миллиарды лет оно захватило в качестве спутников ряд карликовых галактик (содержащих менее нескольких миллиардов звёзд). Несмотря на то, что LCDM предсказывает их обилие, галактики-спутники тусклые и поэтому их трудно обнаружить ; их должно быть гораздо больше, чем астрономы смогли наблюдать или даже моделировать. Если принять это за чистую монету, их отсутствие — ещё один повод для сомнений в стандартной модели космологии. Однако ученые, стоящие за новым исследованием, предлагают причину отсутствия подтверждающих доказательств, по крайней мере в рамках моделирования: они недостаточно точны для моделирования эволюции галактик, поэтому моделируемые гало нарушаются, что приводит к потере их галактик-спутников. Чтобы лучше смоделировать возможные скрытые галактики, астрономы обратились к модели «Водолея» – реконструкции гало тёмной материи Млечного Пути с самым высоким разрешением. Они использовали модель «Водолея» для запуска модели GALFORM – кода, который отслеживает охлаждение газа, звездообразование и сгущение материи, формируя галактики, подобные нашей.
Согласно моделированию, карликовые галактики вращаются вокруг Млечного Пути на протяжении большей части жизни Вселенной. Однако во время их многократных прохождений их тёмная материя и звёзды постепенно поглощались огромным галактическим гало Млечного Пути, из-за чего в настоящее время они выглядят крайне тусклыми. Это означает, что, по словам исследователей, на окраинах нашей Галактики может существовать от 80 до более чем 100 карликовых галактик. Если эти галактики действительно существуют, их обнаружение может произойти совсем скоро; новая обсерватория Веры Рубин , оснащенная самой большой цифровой камерой из когда-либо созданных, сможет разрешить некоторые из этих скрытых галактик.
«Если популяция очень слабых спутников, которую мы предсказываем, будет обнаружена с помощью новых данных, это станет выдающимся успехом теории формирования галактик LCDM», — заявил в заявлении соавтор исследования Карлос Френк , профессор астрофизики Даремского университета. «Это также наглядно продемонстрирует мощь физики и математики. Используя законы физики, решённые с помощью большого суперкомпьютера, и математическое моделирование, мы сможем делать точные прогнозы, которые астрономы, вооружённые новыми мощными телескопами, смогут проверить».
фото: Млечный Путь в окружении галактик-спутников, согласно моделированию Acquarius-A-L1. (Изображение предоставлено: Моделирование Aquarius, Консорциум Virgo/д-р Марк Ловелл.)