Огромный ореол темной материи замечен вокруг карликовой галактики в созвездии Тукана
Млечный Путь окружен десятками ультратонких карликовых галактик-спутников. Это остатки очень древних галактик, что подтверждается их старыми и химически примитивными звездами.
В Tucana II — типичной ультратонкой карликовой галактике, расположенной на расстоянии 163 000 световых лет от Земли, — доминирует темная материя. Сама галактика имеет низкую звездную массу и низкую металличность. Бедные металлами звезды, вероятно, образовались очень рано, когда Вселенная еще не производила тяжелые элементы.
Астрономы ранее идентифицировали несколько звезд вокруг ядра этой карликовой галактики в созвездии Тукана. Содержание металлов в них оказалось столь низким, что галактика считалась наиболее химически примитивной из всех известных ультратонких карликовых галактик.
Анируд Чити, аспирант факультета физики и Института астрофизики и космических исследований им. Кавли при Массачусетском технологическом институте (MIT), и его коллеги задались вопросом: может ли Tucana II содержать другие, даже более старые звезды, которые могли бы пролить свет на формирование первых галактик Вселенной?
Они использовали фильтр изображения на 1,3-метровом телескопе SkyMapper, чтобы обнаружить примитивные, бедные металлами звезды за пределами ядра галактики. Затем алгоритм эффективно выявил звезды с низким содержанием металлов.
Такие звезды были обнаружены на расстоянии примерно в девять раз превышающем полусветовой радиус Tucana II. Этот показатель намного выше, чем их количество в других слабосветящихся карликовых галактиках.
«Tucana II имеет гораздо большую массу, чем мы думали, чтобы ограничить эти звезды, которые находятся так далеко», — сказал Чити. «Это означает, что другие реликтовые первые галактики, вероятно, также имеют такие протяженные ореолы».
Результаты показывают, что Tucana II должен иметь протяженный ореол темной материи, которое в 3-5 раз массивнее, чем считалось ранее, чтобы оно могло удерживать гравитацию на этих далеких звездах.
Используя данные телескопов Магеллана, астрономы обнаружили, что внешние звезды Tucana II были в три раза более бедными металлами и, следовательно, более примитивными, чем звезды в центре.
«Мы впервые видим нечто, похожее на химическое различие между внутренней и внешней звездами в древней галактике», — сказал Чити.
Вероятным объяснением дисбаланса может быть раннее слияние галактик, в котором небольшая галактика — возможно, одна из первых галактик, образовавшихся во Вселенной — поглотила другую соседнюю галактику.
Команда планирует использовать свой подход для наблюдения за другими ультратонкими карликовыми галактиками вокруг Млечного Пути в надежде обнаружить еще более старые и удаленные звезды. Эта работа, опубликованная в журнале Nature Astronomy, подразумевает, что самые первые галактики во Вселенной, вероятно, также были протяженными и более массивными, чем считалось ранее.
Узнайте, как в 575 световых годах от Земли нашли «обнаженный» Юпитер без облаков.
