Чи є наша галактика, Молочний Шлях, особливим місцем? Група науковців розпочала пошук понад десять років тому, щоб відповісти на це питання. Дослідження супутників навколо аналогічних галактик (Satellites Around Galactic Analogs, SAGA), розпочате в 2013 році, вивчає системи галактик, такі як Молочний Шлях. Тепер дослідники з SAGA Survey після завершення перепису 101 галактики-супутника в системах, схожих на Молочний Шляху, опублікували три нові статті на сервері препринтів arXiv, що дають нове уявлення про унікальність нашої галактики.
Ці супутники є меншими галактиками як за масою, так і за розміром, що обертаються навколо більшої галактики, яку зазвичай називають головною галактикою. Як і супутники, що обертаються навколо Землі, ці галактики-супутники захоплені силою тяжіння масивної головної галактики та темної матерії довкола неї.
Молочний Шлях є головною галактикою для кількох галактик-супутників, з яких дві найбільші — Велика та Мала Магелланові Хмари (Large and Small Magellanic Clouds, LMC і SMC). Хоча LMC і SMC видно неозброєним оком із Південної півкулі, навколо Молочного Шляху обертається багато інших слабкіших галактик-супутників, які можна спостерігати лише за допомогою великого телескопа.
Мета огляду SAGA — охарактеризувати системи супутників навколо інших головних галактик, які мають схожу загальну масу зір, як і Молочний Шлях. Яо-Юань Мао, викладач кафедри фізики та астрономії Університету Юти, спільно з Марлою Ґеха (Marla Geha) з Єльського університету та Різою Векслер (Risa Wechsler) зі Стенфордського університету очолює дослідження SAGA.
Мао є провідним автором першої статті в серії з трьох, які всі взяв до публікації Astrophysical Journal. Ця серія статей розповідає про останні результати огляду SAGA та робить його дані доступними для інших дослідників у всьому світі.
Зображення галактики, схожої на Чумацький Шлях, і її системи галактик-супутників. Огляд SAGA ідентифікував шість малих галактик-супутників на орбіті цього аналога Молочного Шляху. Авторські права на зображення: Yasmeen Asali (Yale), із зображеннями з DESI Legacy Surveys Sky Viewer. Фото з сайту https://phys.org.
Стороння галактика?
У першому дослідженні під керівництвом Мао науковці виділили 378 галактик-супутників, ідентифікованих у 101 системі з масами, що співмірні масі Молочного Шляху. Кількість підтверджених супутників на систему коливалася від нуля до 13 — як порівняти з чотирма супутниками нашої галактики. Хоча кількість галактик-супутників у системі Галактики є на одному рівні з іншими системами, маси яких відповідають масі Молочного Шляху.
«Молочний Шлях, здається, містить менше супутників, якщо врахувати існування LMC», — сказав Мао. Дослідження SAGA виявило, що системи з масивним супутником, таким як LMC, зазвичай, мають більшу загальну кількість супутників, і Молочний Шлях, схоже, особливий в цьому розумінні.
Поясненням такої очевидної різниці між Молочним Шляхом і системами з SAGA є той факт, що LMC і SMC стали супутниками Галактики зовсім недавно, як порівняти з віком Всесвіту. У статті надано пояснення, що якщо Молочний Шлях є старшим, трохи менш масивною головною галактикою з нещодавно доданими LMC і SMC, тоді можна очікувати меншу кількість супутників у системі Молочного Шляху, без урахування інших менших супутників, які LMC/SMC могли доставити з собою.
Цей результат показує важливість розуміння взаємодії між галактикою-господарем і галактиками-супутниками, особливо при інтерпретації того, що ми дізнаємося під час спостережень за Молочним Шляхом.
Екта Пател (Ekta Patel), докторант NASA Hubble в Університеті Юти, яка не входить до групи SAGA, вивчає орбітальні історії супутників Молочного Шляху. Дізнавшись про результати SAGA, Пател сказала: «Хоча ми ще не можемо вивчати орбітальні історії супутників навколо головних галактик з огляду SAGA, останній випуск даних SAGA містить вдесятеро більше систем, схожих на Молочний Шлях, що мають супутник, схожий на LMC, ніж раніше. Цей величезний прогрес дає змогу порівняти понад 30 галактичних екосистем з нашою, і це буде особливо корисним для розуміння впливу масивних супутників, аналогічних LMC, на системи, в яких вони містяться».
Зображення трьох галактик, схожих на Молочний Шлях, і їхніх систем галактик-супутників. Огляд SAGA ідентифікував дві, шість і дев’ять малих галактик-супутників у цих трьох системах відповідно. Авторські права на зображення: Yasmeen Asali (Yale), із зображеннями з DESI Legacy Surveys Sky Viewer. Фото з сайту https://phys.org.
Чому галактики перестають утворювати зорі?
Друге дослідження з огляду SAGA очолює М. Ґеха (Geha). Науковці з’ясовують, чи ці галактики-супутники все ще утворюють зорі. Розуміння механізмів, які можуть зупинити утворення зірок у цих малих галактиках, є важливим питанням у галузі еволюції галактик.
Дослідники виявили, наприклад, що галактики-супутники, розташовані ближче до головної галактики, мають більшу ймовірність «загасити» або придушити утворення зір. Це свідчить про те, що фактори навколишнього середовища допомагають формувати життєвий цикл малих галактик-супутників.
Третє дослідження очолює Юньчонґ (Річі) Ван (Yunchong (Richie) Wang), який був докторантом Р. Векслер. Це дослідження використовує результати огляду SAGA для вдосконалення наявних теоретичних моделей формування галактик. Базуючись на кількості згаслих супутників у цих системах маси Молочного Шляху, модель передбачає, що згаслі галактики також мають існувати в більш ізольованих середовищах — прогноз, який можна буде перевірити в найближчі роки за допомогою інших астрономічних досліджень, таких як огляд спектроскопічним приладом темної енергії (Dark Energy Spectroscopic Instrument Survey).
Подарунок астрономічній спільноті
На додаток до цих захопливих результатів, які покращать розуміння еволюції галактик, наукова група SAGA Survey також зробила подарунок астрономічній спільноті. У рамках цієї серії досліджень науковці оприлюднили нові результати вимірювання відстані, або червоні зміщення, приблизно для 46 000 галактик.
«Пошук цих галактик-супутників схожий на пошук голок у копиці сіна. Нам довелося виміряти червоні зміщення для сотень галактик, щоб просто ідентифікувати одну галактику-супутник», — сказав Мао. «Ці нові червоні зміщення галактик дадуть змогу астрономічному співтовариству вивчати широкий спектр тем за межами питання галактик-супутників».
За інф. з сайту https://phys.org
