|
Млечный путь более заметный среди похожих галактик
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые использовали Млечный Путь в качестве модели для понимания того, как образуются галактики. Но три новых исследования поднимают вопрос о том, действительно ли Млечный Путь является представителем других галактик во Вселенной.
|
|
|
|
"Млечный Путь был невероятной физической лабораторией, в том числе для изучения физики формирования галактик и физики темной материи", - сказала Риса Векслер, профессор гуманитарных наук и преподаватель физики в Школе гуманитарных наук. "Но Млечный Путь - это всего лишь одна система, и, возможно, она не типична для формирования других галактик. Вот почему так важно найти похожие галактики и сравнить их".
|
|
|
|
Для достижения этой цели Векслер стал одним из основателей исследования "Спутники вокруг галактических аналогов" (SAGA), посвященного сравнению галактик, сходных по массе с Млечным Путем.
|
|
|
|
После более чем десятилетнего изучения Вселенной команда SAGA выявила и изучила 101 объект, похожий на Млечный путь, в качестве первого шага в своих текущих исследованиях. Результаты, опубликованные в трех исследованиях в номере журнала Astrophysical Journal от 18 ноября, показывают, что во многих отношениях эволюционная история Млечного Пути отличается от других галактик сопоставимого размера.
|
|
|
|
|
|
|
"Наши результаты показывают, что мы не можем ограничивать модели формирования галактик только Млечным путем", - сказал Векслер, который также является профессором физики элементарных частиц и астрофизики в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. "Мы должны посмотреть на это полное распределение похожих галактик по всей Вселенной".
|
|
|
|
Помимо Векслера, проектом SAGA руководят профессор Марла Геха из Йельского университета и Яо-Юань Мао, бывший докторант Векслера в Стэнфорде, а ныне доцент Университета Юты. Все трое были соавторами недавно опубликованных исследований.
|
|
Тайна темной материи
|
|
|
|
Млечный Путь состоит из обычной атомной материи, такой как водород и железо. Но на обычную материю приходится лишь около 15% вещества во Вселенной. Остальные 85% - это таинственная, невидимая темная материя.
|
|
|
|
"Никто не знает, из чего состоит темная материя", - сказал Векслер. "Она не взаимодействует с обычной материей или светом. Возможно, прямо сейчас темная материя проходит через вас, а вы даже не подозреваете об этом".
|
|
|
|
Исследования показывают, что галактики формируются внутри массивных областей темной материи, называемых гало. Гало из темной материи может быть невидимым, но его огромные размеры создают гравитационную силу, достаточную для того, чтобы притягивать обычную материю из космоса и превращать ее в звезды и галактики.
|
|
|
|
Ключевая цель исследования SAGA - определить, как ореолы темной материи влияют на эволюцию галактик. Для начала команда SAGA сосредоточилась на галактических спутниках — небольших галактиках, которые вращаются вокруг гораздо более крупных галактик-хозяев, таких как Млечный Путь.
|
|
|
|
Исследователи идентифицировали четыре самые яркие галактики-спутника Млечного Пути, включая две самые крупные, известные как Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и SMC). Затем ученые провели тщательный поиск спутников вокруг других галактик-хозяев, сходных по массе. Используя телескопические снимки, они в конечном итоге идентифицировали 378 галактик-спутников, окружающих 101 галактику, похожую на Млечный Путь.
|
|
|
|
"Есть причина, по которой никто никогда не пробовал этого раньше", - сказал Векслер. "Это действительно амбициозный проект. Нам пришлось использовать хитроумные методы, чтобы выделить эти 378 вращающихся галактик из тысяч объектов на заднем плане. Это настоящая проблема поиска иголки в стоге сена".
|
|
|
|
Новые результаты
|
|
|
|
В одном из трех новых исследований SAGA исследователи обнаружили, что количество спутников в каждой галактике-хозяине колеблется от 0 до 13. Четыре наблюдаемых спутника Млечного Пути укладываются в этот диапазон.
|
|
|
|
Исследование также показало, что галактики с крупными спутниками, похожие по размеру на массивные LMC и SMC-галактики Млечного Пути, как правило, имеют больше спутников в целом. Но на самом деле у Млечного Пути меньше спутников, чем у аналогичных галактик, что выделяет его среди аналогичных.
|
|
|
|
Второе исследование было посвящено звездообразованию в галактиках—спутниках - важному показателю для понимания эволюции галактик. Исследование показало, что в типичной галактике-хозяине меньшие спутники все еще формируют звезды. Но в Млечном Пути звездообразование происходит только в массивных LMC и SMC-спутниках. Все меньшие спутники перестали образовывать звезды.
|
|
|
|
"Теперь у нас есть загадка", - сказал Векслер. "Что в Млечном Пути заставило эти маленькие спутники с меньшей массой прекратить звездообразование? Возможно, в отличие от типичной галактики—хозяина, Млечный Путь обладает уникальным сочетанием старых спутников, которые прекратили звездообразование, и более новых, активных — LMC и SMC, - которые лишь недавно попали в гало темной материи Млечного Пути".
|
|
|
|
Исследование также показало, что звездообразование обычно прекращается в галактиках-спутниках, расположенных ближе к основной галактике, возможно, из-за гравитационного притяжения ореолов темной материи в основной галактике и вокруг нее.
|
|
|
|
"Для меня главное - выяснить, что делает темная материя в масштабах, меньших, чем Млечный Путь, например, с меньшими ореолами темной материи, которые окружают эти маленькие спутники", - сказал Векслер.
|
|
|
|
Третье исследование, проведенное под руководством докторанта Стэнфордского университета Юньчуна "Ричи" Вана, сравнивает новые данные с компьютерным моделированием и призывает к разработке новой модели формирования галактик, частично основанной на исследовании SAGA.
|
|
|
|
"SAGA является отправной точкой для углубления нашего понимания Вселенной благодаря детальному изучению галактик-спутников в системах за пределами Млечного Пути", - сказал Векслер. "Несмотря на то, что мы выполнили нашу первоначальную задачу - составить карту ярких спутников в 101 галактике-хозяине, предстоит еще много работы".
|
|
|
|
Источник
|
