Даремські вчені передбачили прихованих супутників Галактики

Астрономи з Даремського університету припускають, що Чумацький Шлях може бути оточений сотнею невидимих галактик-супутників.

Невидимі супутники навколо галактики

Новітні симуляції та математичне моделювання дозволили вченим зробити важливий прогноз: навколо Чумацького Шляху можуть існувати 80–100 невидимих галактик-супутників. Ці об’єкти, позбавлені більшості темної матерії, практично невидимі для телескопів. “Це так звані галактики-сироти, які залишилися без своїх темних гало внаслідок гравітаційного впливу центральної галактики”, — пояснює доктор Ізабель Сантос-Сантос.

Використана симуляція Aquarius-A-L1 — найвисокоякісніше моделювання гало Чумацького Шляху, виконане суперкомп’ютером COSMA. Це дослідження підтверджує передбачення моделі ?CDM (лямбда-холодної темної матерії), яка пояснює структуру Всесвіту на великих масштабах. Якщо ці приховані галактики справді існують, то кількість супутників Чумацького Шляху буде майже утричі більшою, ніж зараз відомо.

Розподіл темної матерії в гало Чумацького Шляху в космологічній симуляції лямбда-холодної темної матерії (ЛХМ). Це симуляція гало темної матерії масою MW з найвищою роздільною здатністю, яку коли-небудь виконували, під назвою Aquarius-A-L1. Гало MW (в центрі) оточене міріадами субструктур, що є ключовим передбаченням моделі “холодної темної матерії”. Деякі з цих субгало містять галактики-супутники, які можна спостерігати. Фото: The Aquarius simulation, the Virgo Consortium/Dr. Mark Lovell

Темна матерія та проблеми моделювання

Модель ?CDM передбачає, що більшість карликових галактик мають темні гало, в яких формуються зорі. Але симуляції часто не виявляють достатню кількість супутників, адже мають обмежену роздільну здатність для таких дрібних структур. “Це призводить до штучного зникнення гало і недооцінки кількості галактик-супутників”, — зазначають автори.

Вирішенням стала комбінація симуляції та аналітичного моделювання: обчислювальні алгоритми поєднують фізичні закони з кодом GALFORM, що дозволяє відстежити еволюцію зоряної маси в галактиках без темного гало. Такий підхід підтверджує існування слабких супутників, які могли обертатися навколо Чумацького Шляху мільярди років, втрачаючи темну матерію та стаючи невидимими.

Вплив на космологію і перспективи спостереження

Ці результати можуть зміцнити позиції ?CDM як стандартної моделі космології, пояснюючи відсутність “втрачених супутників”. Професор Карлос Френк підкреслює: “Це стане переконливою демонстрацією сили математичного передбачення у фізиці”.

Очікується, що нові інструменти, зокрема камера LSST обсерваторії “Рубін”, вперше дозволять побачити ці тьмяні об’єкти. Вчені вже звернули увагу на 30 нещодавно відкритих слабких утворень, які можуть бути частиною передбаченої популяції. Це не просто статистичні аномалії — це реальні кандидати у карликові галактики, що можуть змінити наше уявлення про структуру Чумацького Шляху.

Чумацький Шлях як галактичний мегаполіс

Згідно з моделлю, кількість галактик-супутників, незалежно від яскравості, може сягати понад 100. Це означає, що наша Галактика не поодинока у просторі, а оточена численною і прихованою екосистемою менших об’єктів, які можуть містити зорі, газ і навіть планети.

“Ці результати не лише підтверджують модель формування галактик, а й відкривають шлях до глибших відкриттів”, — наголошує Сантос-Сантос. Завдяки об’єднанню суперкомп’ютерних потужностей і спостережної астрономії, ми стаємо свідками нового розділу в космології.

Найбільші відкриття ще попереду — і вони можуть відбутися прямо у нас під носом, серед зірок нашої власної галактики.