"Прожорливость" Млечного Пути указала на места скопления тёмной материи

Галактика Млечный Путь в окружении десятков звёздных потоков (выделены разными цветами) в представлении художника.

Галактика Млечный Путь в окружении десятков звёздных потоков (выделены разными цветами) в представлении художника.
Иллюстрация James Josephides/S5 Collaboration.

Астрономы стали на шаг ближе к раскрытию свойств тёмной материи, окутывающей нашу галактику. Всё благодаря новой карте 12 гигантских потоков звёзд, окружающих Млечный Путь. Они словно бы подпитывают нашу галактику новым материалом.

Исследователи давно стремятся понять природу этих звёздных потоков.

К примеру, звёздные потоки показывают, что наша галактика неуклонно росла на протяжении миллиардов лет, разрывая на части и поглощая более мелкие звёздные системы.

"Мы видим, как эти потоки разрушаются гравитационным притяжением Млечного Пути и в конечном итоге становятся его частью. Это исследование даёт нам представление о "пищевых привычках" Млечного Пути, например о том, какие меньшие звёздные системы он "поедает". По мере того, как наша галактика стареет, она становится массивнее", – отметила ведущий автор работы Тин Ли (Ting Li), профессор Университета Торонто.

Профессор Ли инициировала специальную программу для измерения свойств звёздных потоков и привлекла к ней большую международную группу исследователей. Программу назвали Спектроскопический обзор Южного звёздного потока (S5).

Напомним, что звёздные потоки представляют собой измельчённые гравитацией нашей галактики остатки соседних малых галактик и звёздных скоплений.

Ли и её команда — первая группа учёных, изучившая такую ​​богатую коллекцию звёздных потоков. Для этого астрофизики измеряли скорости звёзд с помощью 4-метрового оптического телескопа AAT, расположенного в Австралии.

При этом важнейшей составляющей успеха проекта S5 были наблюдения европейского космического телескопа Gaia. Он предоставил учёным точные данные о положении и движении звёзд, необходимые для идентификации отдельных составляющих звёздных потоков.

Чтобы выяснить, с какой скоростью движутся отдельные звёзды в потоках, учёные использовали эффект Доплера. Тем же способом радары измеряют скорость движения автомобилей.

В отличие от предыдущих проектов, изучавших отдельные звёздные потоки, S5 разработан для измерения параметров как можно большего количества потоков.

Свойства звёздных потоков также указывают на присутствие невидимой тёмной материи Млечного Пути.

"Представьте себе рождественскую ёлку, – поясняет соавтор исследования профессор Герайнт Ф. Льюис (Geraint F. Lewis) из Сиднейского университета. – Тёмной ночью мы видим рождественские огни, но не саму ёлку, вокруг которой они обёрнуты. Однако форма огней раскрывает форму дерева.

То же самое и со звёздными потоками – их орбиты позволяют обнаружить тёмную материю".

Именно тёмная материя удерживает звёздные потоки на своих траекториях, определяя наблюдаемые очертания космической "ёлки".

Помимо измерения скорости звёзд астрономы могут использовать эти наблюдения для определения их химического состава. Это позволяет выяснить, где родились эти космические "реки".

Звёздные потоки могут исходить либо от разрушающихся галактик, либо от звёздных скоплений. Последние отличаются от галактик тем, что представляют собой связанную группу звёзд, родившихся примерно в одно и то же время и движущихся внутри галактики как единое целое.

Разная "родословная" потоков даёт разное представление о природе тёмной материи, поясняют авторы работы.

По словам профессора Ли, эти новые наблюдения необходимы, чтобы выяснить, как Млечный Путь возник в безликой Вселенной после Большого взрыва. Это один из самых интригующих вопросов астрономии.

Команда профессора Ли в дальнейшем планирует провести измерения параметров других звёздных потоков в Млечном Пути. А пока она довольна первыми полученными результатами как отправной точкой этих исследований.

"В течение следующего десятилетия планируется много специализированных исследований звёздных потоков, – поделилась профессор Ли. – Мы первопроходцы в этом деле. Это будет очень увлекательно!"

Исследование международной группы астрономов будет опубликовано в издании Astrophysical Journal. В данный момент можно ознакомиться с препринтом научной статьи.

Напомним, ранее мы писали о том, что некоторые галактики могут существовать и вовсе без тёмной материи. Также мы рассказывали о рекордном гамма-излучении, исходящем из центра Млечного Пути.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".