Новые симуляции показывают, что вокруг Млечного Пути, вероятно, существует больше галактик-спутников, чем астрономам удалось идентифицировать. Подтверждение их наличия стало бы свидетельством верности модели ΛCDM, которая является общепринятой схемой формирования и развития Вселенной.
Новое исследование, выполненное специалистами из Даремского университета, объединило передовые математические модели и суперкомпьютерное моделирование. Полученные данные указывают на то, что вокруг нашей галактики может вращаться от 80 до 100 галактик-спутников, что значительно превышает текущее количество известных объектов.
«По нашим оценкам, Млечный Путь обладает значительно большим количеством галактик-спутников, чем те 60, которые уже подтверждены. Вероятно, существуют десятки малозаметных галактик, находящихся неподалеку », — пояснила доктор Ізабель Сантос-Сантос, головний автор дослідження. « В случае подтверждения наших прогнозов, это станет весомым доводом в пользу теории ΛCDM, которая описывает процесс формирования и развития крупномасштабной структуры Вселенной ».
Результаты исследования были озвучены 11 июля 2025 года на ежегодном собрании Королевского астрономического общества, проходившем в Дареме (Англия).
Лямбда-CDM: основа модели
В основе исследования лежит модель Лямбда-CDM, которая предполагает, что обычная материя составляет лишь около 5% от общей массы Вселенной. Оставшиеся 95% приходится на тёмную материю (около 25%) и тёмную энергию (70%).
В данной модели галактики, подобные Млечному Пути, встречаются нечасто и являются ядрами для множества карликовых галактик. Однако одним из ключевых противоречий теории Лямбда-CDM долгое время оставалось «проблема недостающих спутников» – несовпадение между количеством карликовых галактик, предсказанным моделью, и тем, что наблюдается на самом деле. Несмотря на то, что модель выдержала множество проверок, объяснить это расхождение оказалось непростой задачей.
Основная мысль состоит в том, что галактики возникают в центрах крупных скоплений тёмной материи. Учёные полагают, что эволюция этих скоплений может объяснить, почему многие галактики-спутники остаются невыявленными.
В поисках скрытых галактик
Для анализа использовались передовые компьютерные модели, в том числе симуляция Aquarius, представляющая собой наиболее подробное моделирование гало темной материи Млечного Пути, и модель GALFORM, которая учитывает важные физические процессы, определяющие формирование и развитие галактик. Прежние симуляции не позволяли выявлять очень слабые галактики из-за недостаточной детализации, однако современные инструменты сделали это возможным.
Моделирование выявило, что некоторые гало вращались вокруг Млечного Пути с самого начала формирования Вселенной, со временем уменьшая свою массу как за счет тёмной материи, так и за счет звёзд. Это привело к тому, что галактики, связанные с ними, стали очень малыми, слабыми и почти невидимыми. Такие маломощные системы называют «сиротскими галактиками».
Обнаружение этих объектов может разрешить загадку «недостающих спутников». Предыдущие симуляции указывали на то, что подобные галактики были разрушены, однако новое исследование демонстрирует, что многие из них всё ещё существуют, хотя и в очень слабом состоянии. Полученные данные не только предсказывают их количество и расположение, но и объясняют, почему они до этого времени оставались незамеченными.
Изучение окрестностей нашей галактики в поисках доказательств
По мере совершенствования телескопических технологий астрономы рассчитывают в скором времени выявить эти трудноуловимые галактики. Камера LSST обсерватории Веры Рубин, которая в этом году сделала первые снимки, представляется одним из многообещающих инструментов для этой задачи.
«Наши прогнозы служат астрономам в качестве точки отсчета при анализе новых данных », — отметила Сантос-Сантос. «Существует вероятность, что в скором времени эти «потерянные» галактики будут обнаружены, что станет значимым открытием и позволит лучше понять эволюцию Вселенной ».
Команда приводит в качестве предварительных данных информацию о примерно 30 тусклых объектов, которые потенциально могут быть компонентами этих незамеченных спутников. Для установления точной природы этих объектов – являются ли они «сиротскими галактиками» или шаровыми скоплениями – необходимы дальнейшие исследования.
«Обнаружение популяции тусклых спутников, которую мы спрогнозировали, станет значительным подтверждением теории ΛCDM », — отметил профессор Карлос Френк, один из авторов исследования. « Это также подчеркнет значимость физики и математики: применяя фундаментальные законы природы, суперкомпьютеры и моделирование, мы способны создавать точные прогнозы, которые астрономы смогут подтвердить с помощью новых телескопов. Лучше и быть не может ».