Для проведения исследования были использованы архивные изображения, полученные телескопом «Хаббл». Благодаря фотометрии красных гигантов и методу TRGB ученые впервые смогли установить точные расстояния до всех 18 галактик.
Ученые из Специальной астрофизической обсерватории РАН, расположенной в Архызе (крупнейшем российском центре наземных астрономических наблюдений) у горы Пастухова, осуществили фотометрические наблюдения карликовых галактик, предварительно выявленных с использованием данных Arecibo Legacy Fast ALFA.
Благодаря совместным усилиям астрономов Николая Тихонова и Ольги Галазутдиновой были определены точные расстояния до 18 карликовых галактик — галактик низкой светимости, содержащих в десятки и более раз меньше звезд, чем Млечный Путь. Их работа опубликована на сайте препринтов arXiv.org.
Галактики такого типа обычно выявляют, проводя радионаблюдения вблизи скоплений галактик. Однако для более глубокого понимания их природы требуются точные измерения расстояния. Одним из методов определения расстояний является TRGB, основанный на определении яркости звезд, находящихся на ветви красных гигантов (стадии эволюции звезд, следующей за главной последовательностью для звезд малой и промежуточной массы; эти звезды характеризуются инертным гелиевым ядром, окруженным оболочкой водорода, где протекают реакции CNO-цикла).
Используя метод TRGB, Галазутдинова и Тихонов смогли с высокой точностью вычислить расстояния до 18 карликовых галактик, идентифицированных с помощью Arecibo Legacy Fast ALFA. Полученные ими изображения были сделаны с использованием космического телескопа «Хаббл».
«На основе изображений, полученных телескопом «Хаббл», для восемнадцати карликовых галактик были построены диаграммы, отображающие зависимость цвета от звездной величины» (влияние массы галактики на её абсолютную звёздную величину показано на графике.) , на изображениях видны как молодые звезды – голубые и красные сверхгиганты, так и более старые звезды – красные гиганты. Для каждой галактики было определено положение вершины ветви красных гигантов (TRGB) и цветовой индекс RGB. Это дало возможность вычислить расстояния до галактик и оценить металличность красных гигантов (относительное содержание элементов, атомная масса которых превышает массу водорода и гелия, в звёздах или других астрономических объектах. — Прим. ред.) в этих галактиках на основе уравнения состояния Ли», — рассказали авторы исследования.
Изученные карликовые галактики находятся на расстоянии от 16,6 до 39,1 миллиона световых лет от Земли. Галактика AGC 238890 является ближайшей к нам из исследованных, а AGC 747826 — самой удаленной. Галазутдинова и Тихонов утверждают, что их выводы достоверны, несмотря на то, что погрешность определения расстояния до некоторых карликовых галактик может составлять до 650 тысяч световых лет.
Изученные ранее карликовые галактики находятся на удалении не менее 20 миллионов световых лет, а для достижения 11 из них потребовалось бы преодолеть расстояние более 27,5 миллиона световых лет. В ходе исследования было установлено, что два объекта — AGC 198507 и AGC 739005 — представляют собой двойные галактики. Также шесть карликовых галактик из 18 были классифицированы как объекты с низкой металличностью, что характерно для звезд населения II — старых светил, сформировавшихся вскоре после Большого взрыва, с измеренным значением [Fe / H] ниже минус 2,2. Что касается AGC 198691, то его металличность составила приблизительно минус 2,88.
Астрономы также зафиксировали, что четыре исследованных карликовых галактики обладают несимметричной формой. Учёные предполагают, что это может быть вызвано, в частности, гравитационным влиянием соседней галактики. Однако в непосредственной близости не было обнаружено подходящих кандидатов для такого взаимодействия.