Астрономы обнаружили «клад» редких карликовых спутниковых галактик, вращающихся вокруг нашего Млечного Пути. Эти открытия могут привести нас к пониманию природы темной материи, загадочной субстанции, которая удерживает галактики от разбегания.

Астрономы Кембриджского университета определили сразу девять новых карликовых галактик-спутников Млечного Пути, наибольшее число галактик, которое когда-либо были обнаружены за один раз. Их выводы, полученные на основе последних данных визуализации Dark Energy Survey, могут помочь разгадать тайны, связанные с темной материей, невидимым веществом, которое удерживает галактики вместе.

Карликовые галактики — малые небесные объекты, которые вращаются вокруг крупных галактик — были обнаружены впервые спустя десять лет после того, как десятки их нашли в 2005 и 2006 годах в небесах над северным полушарием. Новые спутники были обнаружены в южном полушарии вблизи Большого и Малого Магеллановых облаков, крупнейших и самых известных карликовых галактик на орбите Млечного Пути.

Находки Кембриджа в настоящее время опубликованы совместно с результатами отдельного исследования астрономов Dark Energy Survey при Национальной ускорительной лаборатории Ферми. Обе команды использовали публично доступные данные, взятые в течение первого года в рамках Dark Energy Survey, для анализа.

Новые объекты в миллиард раз тусклее, чем Млечный Путь, и в миллион раз менее массивны. Ближайший из них находится в 95 000 световых годах от Земли, в то время как самый дальний — на расстоянии более миллиона световых лет.

Согласно Кембриджской группе, три из обнаруженных объектов точно являются карликовыми галактиками, а остальные могут быть либо карликовыми галактиками, либо шаровыми скоплениями — объектами с аналогичными видимыми свойствами, что и карликовые галактики, но которые не удерживаются темной материей.

«Открытие такого большого числа спутников на таком маленьком участке неба было совершенно неожиданным, — говорит доктор наук Сергей Копосов из Кембриджского института астрономии, ведущий автор исследования. — Не мог поверить своим глазам».

Карликовые галактики — самые маленькие из галактических структур, тусклые, содержащие всего 5000 звезд. Млечный Путь, в отличие от таких, содержит сотни миллиардов звезд. Стандартные космологические модели Вселенной предсказывают существование сотен карликовых галактик на орбите вокруг Млечного Пути, но их слабость и небольшие размеры делают трудным их обнаружение, даже в нашем собственном «заднем дворе».

«В спутниковых галактиках Млечного Пути содержится много темной материи, это важно как для физики, так и для астрономии», — говорит Алекс Дрлика-Вагнер из Лаборатории Ферми, один из руководителей анализа.

Поскольку карликовые галактики на 99% состоят из темной материи и только на 1% из наблюдаемой материи, они идеально подходят для проверки существующих моделей темной материи на корректность. Темная материя — на которую приходится 25% всей материи во Вселенной — невидима, и о ее присутствии мы узнаем только благодаря гравитационным эффектам.

«Карликовые спутниковые галактики — последний рубеж для проверки наших теорий темной материи, — говорит Василий Белокуров из Института астрономии, один из соавторов исследования. — Мы должны найти их, чтобы определить, имеет ли наша космологическая картина смысл. Обнаружение такой большой группы спутниковых галактик вблизи Магеллановых облаков было удивительным, поскольку ранние обследования южного неба выявили очень и очень мало, мы не ожидали наткнуться на такой клад».

Ближайший из этих кусочков «клада» находится в 97 000 световых лет от нас, на полпути к Магеллановым Облакам, и находится в созвездии Сетки (Reticulum). Из-за массивных приливных сил Млечного Пути, его буквально разрывает на части.

Самый дальний и самый яркий из этих объектов находится в 1,2 миллиона световых лет от Земли в созвездии Эридана. Он находится на окраине Млечного Пути и похож на небольшое шаровое скопление.

«Результаты весьма интересны, — говорит соавтор работы Вин Эванс, тоже из Института астрономии. — Может быть, когда-то они были спутниками, которые вращались вокруг Магеллановых Облаков и были выброшены в результате взаимодействия Малого и Большого Облаков. Может быть, когда-то они были частью гигантской группы галактик — вместе с Магеллановыми Облаками — впадающей в нашу галактику Млечный Путь».

Dark Energy Survey — это пятилетний проект по фотографированию большей части южного неба в беспрецедентных деталях. Его основной инструмент — Dark Energy Camera, которая с ее 570 мегапикселями является самой мощной цифровой камерой в мире, будучи в состоянии видеть галактики на расстоянии до восьми миллиардов световых лет от Земли. Собранная и испытанная в Лаборатории Ферми камера в настоящее время установлена на четырехметровом телескопе «Виктор Бланко» в Серро-Тололо в Андах, Чили. Камера включает пять линз точно заданной формы, спроектированных и изготовленных Университетским колледжем Лондона (UCL) и финансируемых Советом научно-технических организаций Великобритании (STFC).