Галактики, являющиеся спутниками Млечного Пути, в большинстве своем – это карликовые сфероидальные системы. На сегодняшний день астрономы насчитывают около 60 таких объектов, однако новые исследования указывают на то, что вокруг нашей Галактики может находиться до 100 «потерянных» спутников.
«Ученые обозначают как «невидимые» или «пропавшие» крайне тусклые и небольшие галактики Млечного Пути, свет от которых не смогли зафиксировать даже самые мощные телескопы. Согласно общепринятой космологической модели ΛCDM предполагает, современная космологическая модель предполагает, что Вселенная формируется преимущественно из темной энергии (около 70 %), холодной темной материи (около 25 %) и лишь незначительной доли – обычной материи (5 %). В рамках этой модели, совокупное количество спутников Млечного Пути, включая те, что еще не идентифицированы, оценивается в диапазоне от 80 до 100.
Авторы нового исследования, однако, предположили, существует вероятность, что их количество еще больше, особенно если принять во внимание галактики-сироты – карликовые системы, которые потеряли гало темной материи под действием гравитации Млечного Пути. Многие модели не учитывают эти объекты, поскольку их гало «растворяется» в процессе симуляций. Однако, по мнению астрономов, в действительности такие системы должны «существовать» в форме ультратусклых звездных скоплений, продолжающих свое движение внутри гало нашей Галактики.
Для определения фактического числа подобных объектов исследователи из Даремского университета (Великобритания) провели совместную симуляцию гало темной материи, относящихся к Млечному Пути Aquarius с моделью GALFORM, используя модель, учитывающую физические процессы, определяющие эволюцию и формирование галактик, астрономы смогли проследить жизненный путь галактик-сирот, гравитационные структуры которых ранее «терялись» в симуляциях.
Результаты научной работы, представленные на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества (Royal Astronomical Society, RAS), показали, что в наиболее детализированной симуляции до 50% всех спутников — сироты, причем большинство из них сосредоточены в центральных областях гало Млечного Пути. Поскольку эту область астрономы изучают давно, «пропавшие» спутники, вероятно, остаются невидимыми из-за чрезвычайно малой светимости.
Согласно проведенным расчетам, на удалении приблизительно в 98 000 световых лет от центра Галактики, вероятно, располагаются десятки изолированных галактик. Ученые рассчитывают, что наблюдение этих объектов станет возможным благодаря камере LSST (Legacy Survey of Space and Time), установленной на телескопе в обсерватории Веры Рубин, и с использованием других перспективных астрономических приборов.
Достигнутые результаты помогают разрешить одну из ключевых проблем модели ΛCDM – расхождение между количеством галактик-спутников, которые мы видим, и их теоретическим числом. Исследования показали, что галактики действительно существуют, однако их обнаружение затруднено. Симуляции, не принимающие во внимание так называемые галактики-сироты, способны значительно искажать представление о реальности, поэтому в дальнейшем роль полуаналитических моделей, таких как GALFORM, будет возрастать.
«В наблюдательной астрономии эти прогнозы уже применяются для ориентировки при обработке поступающих данных. В скором времени мы, вероятно, сможем обнаружить «потерянные» галактики и получить более глубокие знания о формировании современной структуры Вселенной», — отметила ведущий автор нового исследования Изабель Сантос-Сантос (Isabel Santos-Santos) из Института вычислительной космологии при Даремском университете.