Изучение двойника Млечного Пути показало, что он сильно отличается

Ученые давно знают, что вокруг Млечного Пути находится около 10 меньших спутниковых галактик, каждая из которых имеет по меньшей мере миллион звезд и более миллиарда, таких как Магеллановы Облака. В ходе нового исследования астрономы изучили спутниковую галактику Мессье-94, или М94, — галактику по размерам похожую на наш Млечный путь. Когда астрономы U-M исследовали M94, они ожидали найти такое же количество спутниковых галактик. Тем не менее, они обнаружили только две галактики в непосредственной близости от M94, с очень небольшим количеством звезд в каждой. Результаты исследования под руководством Адама Смерчина, научного сотрудника Национального научного фонда в отделе астрономии U-M были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

«Мы демонстрируем нечто большее, чем просто необычность наблюдения от того, что данная модель формирования галактик не может создать такую спутниковую систему», — сказал Смерчин. «Наши результаты показывают, что галактики, подобные Млечному Пути, скорее всего, содержат гораздо более широкое разнообразие спутниковых популяций, чем предсказывает любая текущая модель».

Также ученый отметил, что их результаты имеют значение для современного понимания того, как образуются галактики, которые находятся в гораздо больших ореолах темной материи.

Эти гало темной материи, окружающие галактики, обладают огромной гравитационной силой и могут втягивать газ из-за своей непосредственной близости. Большие галактики, такие как Млечный Путь, обычно образуют гало примерно одинаковой массы. Но эти меньшие спутниковые галактики, которые образуются в меньших «субгало», не настолько надежны.

Скорость образования звезд высокой массы в этих спутниковых галактиках фактически модулирует их рост. Если, например, зарождающаяся спутниковая галактика образует слишком много звезд с высокой массой за один раз, их возможные взрывы сверхновых могут изгнать весь ее газ и остановить весь дальнейший рост. Но астрономы не уверены, в каком размере ореола этот «разброс» в образовании галактики становится важным. Смерчин отметил, что M94 показывает, что образование галактик в темных гало среднего размера может быть гораздо более неопределенным, чем считалось ранее.

«Мы считаем, что этот разброс (диапазон галактик, которые мы ожидаем увидеть) может быть намного выше, чем люди думают сейчас о гало темной материи определенной массы», — сказал он. «Ни у кого нет иллюзий относительно того, что существует этот огромный разброс при самых низких массах гало, но именно в этих промежуточных гало темной материи и кроется вся суть».

Чтобы наблюдать за количеством спутниковых карликовых галактик вокруг M94, исследователи сделали составное изображение большой галактики. Изображение покрывало около 12 квадратных градусов ночного неба — для сравнения, полная луна выглядит примерно на один квадратный градус. Этот вид изображения включает слои и слои «шума», включая космические лучи и рассеянный свет, которые затрудняют обнаружение слабых карликовых галактик.

Чтобы убедиться, что они не пропустили спутниковые галактики, Смерчина и его команда вернули искусственные галактики обратно в изображение и нашли их, используя те же методы, что и для настоящих спутников. С помощью этой техники исследователи подтвердили, что вокруг M94 было не более двух галактик.