Подробное изучение 12 потоков звезд, вращающихся в Млечном Пути и вокруг него, в конечном итоге поможет пролить свет на гало темной материи нашей галактики.
Астрономы точно нанесли на карту 12 звездных потоков в Млечном Пути и вокруг него. Эти ленточноподобные структуры звезд, движущихся согласованным образом, являются остатками галактик-спутников или шаровых скоплений, разорванных приливными силами нашей галактики. Отслеживание их 3D — положения и движений в конечном итоге поможет составить график распределения темной материи в Млечном Пути.
Звездные потоки были впервые обнаружены в 1970-х годах, но за последние годы число известных систем значительно возросло благодаря таким программам, как Pan-STARRS 1 на Халеакале, Гавайи, и Dark Energy Survey в Чилийских Андах. В настоящее время астрономам известно почти о 70 потоках.
В статье, которая появится в Астрофизическом журнале, команда во главе с Тин Ли (Университет Торонто) представляет подробный анализ 12 из этих потоков. Используя волоконно-оптический спектрограф на 3,9-метровом англо-австралийском телескопе в Новом Южном Уэльсе, Ли и ее коллеги измерили лучевые скорости и химический состав десятков или даже многих сотен звезд-членов в каждом потоке.
Команда объединила эту информацию с данными миссии Gaia Европейского космического агентства, которая предоставляет оценки расстояний и измерения движения звезд на небе, чтобы получить полную трехмерную картину того, где расположены потоки и как они вращаются вокруг Млечного Пути. Ли ожидает еще много подобных результатов для других звездных потоков в ближайшем будущем.
На пресс-конференции Американского астрономического общества во вторник Ли объяснил, как проект спектроскопической съемки Южного звездного потока (S5) команды смог определить, пришел ли поток звезд из карликовой галактики или шарового скопления.
Карликовые галактики могут испытывать множественные вспышки звездообразования, поэтому их звезды имеют больший разброс по возрасту и химическому составу. Напротив, все звезды в шаровом скоплении родились примерно в одно и то же время, поэтому они имеют схожий состав. Поскольку глобулы менее массивны, чем карликовые галактики, они также имеют меньший разброс скоростей.
Шесть из 12 потоков (АТЛАС-Аликва Ума, Джет, Змееносец, Феникс, Уилка Яку и 300-е) оказываются измельченными глобулярами, в то время как остальные шесть (Эльки, Инд, Джелум, Сирота-Ченаб, Палка и Турранбурра) являются остатками галактик-спутников.
Большинство потоков находятся на прогрессирующих орбитах, то есть они вращаются в том же направлении, что и вращение Млечного Пути. Три находятся на околополярных орбитах, и только два (оба потока шаровых скоплений) имеют ретроградные орбиты.
“Это огромная попытка понять звездные потоки Млечного Пути”, — говорит Лина Некиб (MIT), которая не участвовала в исследовании. “Отображение потоков имеет решающее значение в ряде различных областей”.
Во-первых, такие подробные наблюдения в конечном итоге прольют свет на пищевые привычки нашей родной галактики. За миллиарды лет Млечный Путь стал толще, поглощая более мелкие системы. Галактическая археология может раскрыть детали этого процесса, например, поглотила ли наша галактика группы галактик сразу или нет.
Кроме того, поскольку местоположение и движение звездных потоков полностью определяются гравитационным полем нашей родной галактики, астрономы могут использовать их движения для получения распределения темной материи в гало Млечного Пути. Более ранние работы Ли и его коллег уже предполагали, что по крайней мере один звездный поток, возможно, был возмущен гравитацией близлежащих сгустков темной материи.
Согласно Necib, многие свойства потока коррелируют с темной материей. “В этой области еще предстоит проделать большую работу, чтобы понять такие корреляции”, — говорит она. “Эта работа содержит наблюдения, необходимые для сравнительного исследования”.
Однако Ли предупреждает, что твердые выводы о темной материи, вероятно, будут невозможны до тех пор, пока не будет проанализировано еще много звездных потоков, надеюсь, еще более подробно. “Мы следопыты в этом путешествии”, — сказала она в заявлении для прессы. “Это будет очень захватывающе”.
