Звезды, которые исчезли из скопления Гиады, возможно, были оторваны чудовищем из темной материи с массой 10 миллионов Солнц.
Согласно новому исследованию, невидимый космический гигант мог разорвать на части ближайшее к Солнцу звездное скопление, оставив одну сторону скопления пугающе темной и лишенной звезд.
Причиной может быть субструктура из темной материи, реликвия, которая содержит массу 10 миллионов Солнц и состоит из загадочного несветящегося вещества. Возможное присутствие этого «галактического комка» было обнаружено на новой карте, на которой показаны огромные размеры звездного скопления Гиады, расположенного всего в 153 световых годах от Земли, она была опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Ученые во главе с Терезой Джерабковой, научным сотрудником Европейского космического агентства (ЕКА), наткнулись на пугающий комок при изучении скопления Гиады с использованием данных, собранных спутником ЕКА Gaia.
«Это удивительная особенность данных со спутника Gaia - впервые в истории у нас есть шанс найти звездные структуры, которые скрываются в огромном количестве звездных полей в галактике» - сказала Джерабкова в своем интервью.
«Это уникальное время для астронома: когда вы изучаете данные и сравниваете результаты с теоретическими моделями, это определенно заставляет сердце биться с огромным волнением!» продолжила она. «Я имею в виду, что мы смотрим на звезды, которые кажутся «просто точками» на темном небе, и невероятно, как много мы можем узнать о Вселенной от них».
Хотя Gaia смог детализировать особенности скопления Гиады с беспрецедентной детализацией, яркая центральная область этой звездной группы, охватывающая около 20 световых лет, видна даже невооруженным глазом. Вы можете найти одни из самых ярких звезд в форме буквы V в голове созвездия Тельца. Скопление датируется примерно 700 миллионами лет и значительно изменилось, поскольку звезды стали несвязанными как из-за внутренней динамики скопления, так и из-за гравитационных сил более крупной галактики Млечный Путь.
Эти внешние силы, тянущиеся к скоплению, на протяжении эонов сформировали две структуры, известные как «приливные хвосты», которые проносятся впереди и позади центрального центра звезд. Эти хвосты уже давно наблюдаются в крупных звездных популяциях, но Гиады - это первое «открытое» звездное скопление, гораздо меньшая и более молодая версия этих групп, по которой ученым удалось точно определить хвосты. Этот прорыв был опубликован другой командой в 2019 году, и он также опирается на передовые возможности Gaia.
Теперь, согласно новому исследованию, похоже, что-то разрывает один из этих хвостов. Что-то, чего мы не видим. Что-то большое.
Джерабкова и ее коллеги заметили это присутствие, используя последний дамп данных Gaia от декабря 2020 года, который позволил команде идентифицировать далекие звезды, которые возникли в Гиадах.
Сначала исследователи провели моделирование скопления, которое предсказало текущее положение и скорости звезд, которые могли со временем покинуть его. Поскольку цель Gaia - каталогизировать движение и расстояние до каждой наблюдаемой звезды в Млечном Пути, команда затем смогла сравнить моделирование с реальными данными и обнаружить звезды с траекториями и движениями, соответствующими происхождению Гиад. Такой подход расширил известную дальность действия двух хвостов до поразительной ширины в несколько тысяч световых лет каждый.
Но в то время как смоделированная карта хвостов предсказывала, что они будут относительно симметричными, реальные наблюдения показали, что задний хвост был сравнительно не заселен звездами - асимметрия, которая также была отмечена исследованием скопления в 2019 году.
Эта команда была первой, кто предположил, что «близкое столкновение с массивным галактическим куском может объяснить наблюдаемую асимметрию в приливных хвостах Гиад», согласно исследованию. Судя по наблюдениям, этот кусок должен быть невероятно массивным и неуловимо скрытым, потому что нет никаких признаков видимого газового облака или звездного скопления, которое могло бы тянуть звезды за хвост.
«Мы видим, что звезды, принадлежащие к ближайшему звездному скоплению, движутся так, как они не должны двигаться, если мы применим наши известные и широко используемые модели», сказала Джерабкова. «Либо эти модели ошибочны, и это будет иметь большое значение для физики, либо их движения изменились из-за сгустка темной материи, и это тоже будет важным открытием».
К настоящему моменту команда предполагает, что скрывающийся кусок может быть субструктурой темной материи, также известной как субгало. Эти сгустки появляются в первые годы образования галактик и затем дрейфуют по галактикам. Как следует из названия, они состоят из темной материи, несветящегося материала, которого во Вселенной гораздо больше, чем обычного вещества, из которого состоят звезды и планеты. Ученые знают о темной материи только из-за ее гравитационного воздействия на светящиеся объекты, потенциально включая, в данном случае, скопление Гиад.
По словам Джерабковой, недостающие звезды не являются черными дырами. Она добавила, что «орбиты звезд в Галактике изменяются в результате столкновений», что может привести к их исчезновению из поля зрения из-за «разрушения скопления и хвостов».
Эти субгало похожи на уменьшенные версии галактических гало темной материи, которые представляют собой гигантские структуры, на которые приходится около 84 процентов общей массы галактик. Галактическое гало Млечного Пути, например, по оценкам, более чем в триллион раз массивнее Солнца, намного больше, чем масса в 10 миллионов Солнца той сущности, которая может быть причиной асимметрии в хвосте Гиад.
Если вам интересно, не окажется ли наша солнечная система слишком близко к одному из этих гало, не переживайте.
«Такое столкновение в принципе невозможно - просто потому, что Солнечная система очень мала по сравнению с Гиадами и их хвостами, и поэтому шансы на близкую встречу с любым массивным куском (молекулярным облаком или темной материей) чрезвычайно малы», сказала Жерабкова.
Она добавила, что звезды, объединенные в звездные скопления, могут менять местами планеты или нарушать орбиты планет в соседних системах, но мы также не должны беспокоиться об этом, потому что Солнце - одинокая звезда, которая давно покинула свое родное скопление.
Приятно представить, что ученые, возможно, наткнулись на такого огромного и плохо изученного монстра из темной материи, не говоря уже о том, что случайно срывает звезды из скопления Гиад. Но чтобы получить лучшее представление о том, что на самом деле происходит в этом хвосте скопления, нам придется дождаться будущих выпусков данных Gaia, помимо других наблюдательных достижений. Эти данные не только помогут разгадать загадку пропавших без вести звезд в Гиадах, но также могут дать понимание других звездных и галактических загадок.
«Приливные хвосты на самом деле являются прекрасным связующим звеном между небольшими масштабами (отдельными звездными скоплениями) и галактикой в целом», сказала Джерабкова. «Приливные хвосты - это книги жизни каждого звездного скопления, поскольку каждая звезда из хвоста родилась в скоплении и покинула скопление в разное время».
«Таким образом, звезды несут много информации об условиях рождения скопления и его эволюции», - заключила она. «Вдобавок к этому форма и структура хвоста зависят от распределения масс в галактике, и поэтому мы даже можем ограничить потенциал галактики, изучая приливные хвосты!»
Комментариев нет:
Отправить комментарий