Астрономите, комбиниращи данни от космическия кораб Gaia на ESA, са открили това, което наричат призрачна галактика. Галактиката, наречена Антлия 2 (Ant 2), е джудже галактика с ниска плътност, която се е образувала в първите дни на Вселената. И тя се отнема от своята маса от приливните сили на Млечния път.
Тази призрачна галактика се е криела в полезрението през цялото време. Ниската плътност затруднява откриването и местоположението му. Той е скрит зад покривката на диска на Млечния път, в район, известен на астрономите като „Зона на избягване“ (ZOA.), Но е огромен: той е със същия размер като Големия Магеланов облак и една трета от размера на Млечния път ,
Международен екип от астрономи намери Ant 2, докато премина през второто съобщение на данни от космическия кораб Gaia. Те търсеха галактики джудже близо до Млечния път, като търсеха звезди на RR Lyrae. RR Lyrae са променливи звезди, използвани като стандартни свещи. Те са стари, бедни на метал звезди, които обикновено се намират в джудже галактики, така че ако намерите звезди RR Lyrae, вероятно сте намерили галактика джудже.
В някои отношения Ant 2 е като други галактики джуджета. Всички галактики, включително галактиките джуджета като тази, са формирани във връзка с тъмна материя. Както става ясно от името им, джуджетата са по-малки и имат по-малко звезди от другите галактики. Галактика джудже може да има само сто милиона звезди, може би толкова няколко милиарда. Те са джудже от нашата собствена галактика Млечен път, която има между 200 и 400 милиарда звезди.
„Това е призрак на галактика. Обекти, толкова дифузни, колкото и Ant 2, просто не са били виждани досега. " - Габриел Тореалба, главен автор.
Звездите в галактика джудже също са различни от звездите в други галактики. Галактиките джуджета бяха едни от първите структури, образувани във Вселената, така че техните звезди са по-стари и бедни на метал. Те са се образували в първите дни, преди поредните поколения звезди да са засели Вселената с метали.
Много галактики джуджета са обект на гравитационните приливи и отливи на по-големите галактики в близост до тях и Мравка 2 не прави изключение. Често са наблюдавани да бъдат изтеглени към по-големи галактики и да бъдат разкъсани от тези взаимодействия. Това може да доведе до сливания на галактики и това е, което може да се случи с Ant 2.
Но призрачната галактика Ant 2 се различава от другите джуджета. Той излъчва много малко светлина. В сравнение с друга от спътниковите галактики на Млечния път, Големия Магеланов облак, той е 10 000 пъти по-слаб. В зависимост от това как го гледате, той е или прекалено голям за светимостта си, или твърде тъмен за размерите си.
„Това е призрак на галактика“, казва Габриел Тореалба, водещ автор на вестника. „Предмети, толкова дифузни, колкото и Ant 2, просто не са били виждани досега. Откриването ни беше възможно само благодарение на качеството на данните от Gaia. "
Мисията на ESA Gaia е създала най-богатия звезден каталог досега, включително високоточни измервания на близо 1,7 милиарда звезди. Той разкри по-рано невиждани подробности за нашата родна Галактика и показа как Млечният път се е образувал чрез сливане с друга галактика преди 10 милиарда години. В началото на тази година второто издание на Гея предостави нови подробности за звездите в Млечния път, достъпни за учените по целия свят, и беше анкерти за съкровища, включително екипа зад призрачната галактика.
Екипът от астрономи, стоящ зад проучването, е от Тайван, Великобритания, САЩ, Австралия и Германия. Те търсеха второто издание на Gaia за звезди на RR Lyrae, надявайки се да намерят още галактики джуджета. Тези стари звезди имат добре разбрани импулси на яркост, които продължават половин ден, така че са много полезни.
„RR Lyrae беше открит във всеки познат спътник на джуджета, така че когато намерихме група от тях, седнали над Галактическия диск, не бяхме напълно изненадани“, каза съавторът Василий Белокуров от Института по астрономия на Кеймбридж. „Но когато разгледахме по-отблизо местоположението им в небето, се оказа, че открихме нещо ново, тъй като в никоя от базите данни, през която претърсихме, не се появи нито един идентифициран по-рано обект.“
"Чудим се дали тази галактика е само върхът на айсберг, а Млечният път е заобиколен от голяма популация от почти невидими джуджета, подобни на тази." - съавтор Матю Уокър, университет Карнеги Мелън.
Екипът уведоми колегите си от англо-австралийския телескоп (AAT) в Австралия. При строга времева линия астрономите от AAT измерват спектрите на повече от 100 червени гигантски звезди в призрачната галактика. Тези спектри предоставиха потвърждението, на което екипът се нуждаеше.
Спектрите показаха, че всички звезди се движат заедно. Мравка 2 никога не се приближава твърде много до Млечния път, винаги остава на разстояние най-малко 130 000 светлинни години. Изследователите също успяха да получат масата на галактиката, която беше много по-ниска от очакваната за обект с големината си.
"Най-простото обяснение защо Ant 2 изглежда има толкова малка маса днес е, че той е разделен от галактическите приливи на Млечния път", каза съавторът Сергей Копосов от университета в Карнеги Мелън. „Това, което остава необяснено обаче, е огромният размер на обекта. Обикновено, докато галактиките губят маса при приливите на Млечния път, те се свиват, а не нарастват.
Така че Ant 2 е малко загадка за астрономите. Много е голямо за нещо с толкова ниска маса. Премахването на маса не може да увеличи галактиката призраци; това няма смисъл. Трябва да има още една причина той да нараства в размер, докато губи маса, но засега никой не знае. Нашите настоящи теории за образуване на галактики не предвиждат обекти като Ant 2.
Една линия от спекулации предполага, че много енергично образуване на звезди вътре в Ant 2 може да го накара да се разшири, докато Млечният път открадва масата си. Звездни ветрове и свръхнови експлозии биха могли да изтласкат неизползвания газ, отслабвайки гравитацията, която свързва галактиката и позволявайки на тъмната материя, с която е свързана, да се разширява. Но това не е доказано.
"Дори ако образуването на звезди може да преобразува разпределението на тъмната материя в Ant 2, както е събрано, това трябва да е действало с безпрецедентна ефективност", казва съавторът Джейсън Сандърс, също от Кеймбридж.
Друг ред спекулации включва самата тъмна материя, може би друг тип тъмна материя. Текущата теория прогнозира, че тъмната материя се събира плътно в центъра на галактиките. Но дифузната, разпространена природа на Ant 2 може да означава, че тип тъмна материя, която не се струпва толкова лесно, работи. Както екипът казва в своя труд, „Произходът на това ядро може да съответства на агресивната обратна връзка или дори може да изисква алтернативи на студената тъмна материя (като ултра леки бозони).“
"В сравнение с останалите 60 или повече спътници на Млечния път, Ant 2 е странно", каза съавторът Матю Уокър, също от университета в Карнеги Мелън. "Чудим се дали тази галактика е само върхът на айсберг, а Млечният път е заобиколен от голяма популация от почти невидими джуджета, подобни на тази."
Намирането на странна призрачна галактика като Ant 2 е смущаващо, но не беше съвсем неочаквано. Тъй като методите за откриване станаха по-чувствителни, бяха открити по-тъмни сателитни галактики. Вероятно беше само въпрос на време, докато някой бе намерен тук, в ZOA. Но дали това е единственото, което някога откриваме, или дали сме се натъкнали на първия от многото благодарение на силата на космическия кораб Gaia, все още е открит въпрос. Така или иначе, това кара астрономите да мислят за най-работещите си теории.
- Прессъобщение на университета в Кеймбридж: „Гея забелязва„ призрачна “галактика в съседство“
- Изследователска книга: „Скритият гигант: откриване на огромен галактически спътник-джудже в Gaia DR2“
- Страница на ESA Gaia
- Уикипедия: RR Lyrae Stars
