В ореоле темной материи, окружающем Млечный Путь, вращаются звездные потоки. Благодаря спектроскопическому обзору Южного звездного потока (S5) исследователи составили карту дюжины таких звездных потоков, изучая их не по одному, а все вместе. Это является шагом к раскрытию свойств темной материи, которая окутывает нашу галактику и формирует Вселенную, какой мы ее знаем.
Что такое звездные потоки, и что они говорят о темной материи?
«Звездные потоки — это остатки небольших галактик и звездных скоплений, разорванных Млечным Путем«, — объясняет Джош Саймон из Научного института Карнеги, соавтор статьи. «Они продолжают двигаться вместе в длинных дугообразных нитях, вращаясь вокруг нашей галактики«.
Два разных типа звездных потоков — из галактик-спутников и звездных скоплений — дают разную информацию о природе темной материи, окутывающей Млечный Путь. Карта, построенная исследователями, будет важна для определения первой версии нашей галактики после Большого взрыва, когда она еще была лишена этих звездных потоков.
Спектроскопический обзор Южного звездного потока за работой
Профессор Тинг Ли из Университета Торонто, ведущий автор исследования, и его исследовательская группа инициировали программу S5, которая посвящена описанию звездных потоков и измерению их свойств.
Ли и его соавторы — первая группа ученых, изучающих такой большой набор звездных потоков. Они работали с 4-метровым Англо-Австралийским телескопом в Австралии, чтобы измерить скорость движения звезд в нитях. Измерения стали возможны благодаря эффекту Доплера — оптическому явлению, которое вызывает красный или синий сдвиг в электромагнитном спектре наблюдаемых источников в зависимости от того, удаляются они от наблюдателя или приближаются к нему. Ли заявляет:
Мы видим, как эти потоки разрываются на части под действием гравитационного притяжения Млечного Пути и как они в конечном итоге становятся частью нашей галактики. Это исследование дает нам представление о «пищевых привычках» Млечного Пути, например, о том, какими типами небольших звездных систем он «питается». По мере старения нашей галактики она становится толще.
Вместе многие нити проявляют интересные свойства
Предыдущие исследования звездных потоков всегда фокусировались на одной нити звезд за раз. Однако команда коллаборации S5 решила измерить скорость звезд в выборке из нескольких потоков. Решающую роль в этом сыграли наблюдения Млечного Пути, проведенные Gaia, спутником ЕКА, который составляет карту неба астрометрическим методом. Данные Gaia позволили Ли и его коллегам легко определить различные звездные потоки. Изученные как группа, звездные потоки показывают наличие невидимой для нас темной материи в Млечном Пути и поэтому могут помочь ученым охарактеризовать этот загадочный компонент космоса.
Помимо их скоростей, астрономов интересует химический состав звезд в звездных потоках, который может показать, где они зародились и, следовательно, из какой среды пришли. Ли, чья команда планирует в будущем провести больше измерений звездных потоков Млечного Пути, говорит: «Для меня это один из самых интригующих вопросов, вопрос о нашем окончательном происхождении«.
Карта звездных потоков в Млечном Пути была составлена международным сотрудничеством астрономов и принята к публикации в журнале .