В окрестностях массивной галактики M49 в скоплении Девы астрономы идентифицировали семь чрезвычайно тусклых галактик. Их слабое свечение сопоставимо с яркостью объектов, ранее известных лишь в Местной группе, включающей Млечный Путь и галактику Андромеды. Обнаружение этих объектов стало возможным благодаря данным, полученным обсерваторией имени Веры Рубин, продемонстрировавшей потенциал для выявления подобных структур на значительно больших расстояниях.

Группа исследователей под руководством Минь Нгок Ле сделала это открытие при анализе Data Preview 2 – предварительного набора данных проекта Legacy Survey of Space and Time (LSST). Все семь галактик расположены вблизи M49, в пределах скопления Девы. Учёные классифицируют их как «почти тёмные» из-за крайне низкой поверхностной яркости: звёздное население присутствует, однако его свет распределён на обширной территории, что затрудняет визуальное выделение галактик на фоне окружающего неба.

Показатель центральной поверхностной яркости обнаруженных объектов в зелёной области видимого спектра варьируется от 26,9 до 28,5 звёздных величин на квадратную угловую секунду. Более высокое значение указывает на меньшую светимость объекта. Именно способность обсерватории Rubin фиксировать структуры с крайне низкой поверхностной яркостью обеспечила возможность обнаружения галактик, которые ранее были недоступны для систематического поиска в рамках масштабных обзоров.

В случае, если новые галактики расположены на удалении, сопоставимом с расстоянием до скопления Девы, их радиусы, охватывающие половину общего света, колеблются в пределах от 0,6 до 4,6 килопарсека. Это эквивалентно приблизительно 2–15 тысячам световых лет. При этом общая масса звёзд, содержащихся внутри каждой из них, оценивается всего лишь в диапазоне от 1 до 10 миллионов солнечных масс.

По своим параметрам новые объекты демонстрируют сходство с одними из наименее ярких и маломассивных галактик, известных в Местной группе — Andromeda XXI, Andromeda XXIII и Andromeda XXV. Эти чрезвычайно тусклые спутники галактики Андромеды приобрели значимость для изучения галактик небольшой массы; однако до появления глубоких наблюдений Rubin поиск их аналогов на значительно большем расстоянии от Местной группы представлялся крайне затруднительным.

Низкая светимость таких систем представляет особый интерес для изучения тёмной материи. В галактиках звёзды и газ составляют лишь видимую часть общей массы, в то время как их формирование и динамика во многом зависят от гравитационного воздействия невидимого гало тёмной материи. Наиболее маломассивные и тусклые галактики служат инструментом для проверки соответствия современных моделей тёмной материи количеству и характеристикам небольших галактических систем.

Наличие большого числа слабых галактик создает определенные трудности для существующих моделей формирования галактик. Современная космологическая модель предполагает наличие значительного количества небольших гало тёмной материи, однако формирование заметного количества звёзд в самых маломассивных из них может быть сдерживаемым различными физическими факторами. Таким образом, измерение так называемой слабой части функции светимости — распределения галактик по их яркости — позволяет проводить сопоставление наблюдаемого числа галактик с теоретическими прогнозами.

До начала масштабного десятилетнего обзора LSST было выявлено семь новых объектов. Data Preview 2 сформирован на основе предварительных данных наблюдений, в то время как основная программа обсерватории Rubin предполагает многократное сканирование обширной области южного неба в течение десяти лет. Исследователи рассчитывают, что накопление более детальных данных позволит выявлять галактики с низкой светимостью не по отдельности, а в виде больших статистических групп.

Это даст возможность установить, являются ли обнаруженные вблизи M49 объекты редкими системами или же представляют собой многочисленную популяцию галактик, которая ранее просто оставалась незамеченной из-за ограниченности обзоров. Большая выборка позволит проводить сравнение их размеров, светимости и распределения в различных средах, используя эти данные для проверки моделей эволюции галактик и распределения тёмной материи.

Оценка параметров размеров и звёздных масс семи объектов произведена на основе предположения об их расположении на расстоянии скопления Девы. В дальнейшем планируются дополнительные наблюдения для уточнения характеристик отдельных галактик и определения их связи с окружением M49. Предварительные результаты демонстрируют, что наблюдательная глубина Rubin достаточна для обнаружения класса крайне тусклых галактик, аналоги которых ранее были известны только вблизи Млечного Пути.

Исследование опубликовано в виде препринта на arXiv.