У Чумацького Шляху нарахували 150 необзованих галактик-супутників

Астрофізики показали, що в гало Чумацького Шляху має перебувати близько 220 карликових галактик, приблизно чверть з яких перебуває в полі тяжіння Великого Магелланова Облака. Це число значно вище від спостережуваної кількості: приблизно 150 супутників ще належить виявити. Перша і друга частини роботи опубліковані в.

Терміном «гало» в астрофізиці позначає сферичну область навколо галактики. Межі цього простору визначаються віріальним радіусом - відстанню, в межах якої тяжіння даної галактики переважає над тяжінням її сусідів. Властивості гало становлять великий інтерес для астрофізики і космології. Дослідження в даній області дозволяють зрозуміти, як саме веде себе гравітація на великих масштабах, і на основі цього будувати і коригувати теоретичні моделі.

Карликові галактики - це широкий клас об "єктів, що населяють гало. За своєю структурою вони нагадують звичайні галактики, проте маса таких утворень виявилася занадто мала, і вони потрапили в поле тяжіння більш великого сусіда. Найбільш помітні супутники Чумацького Шляху, Велика Магелланова Хмара і Мала, були відомі ще в доісторичний час. На сьогоднішній день відкриті вже десятки таких галактик. При цьому деякі з них - це подвійні супутники, які одночасно звертаються навколо Великого Магелланова Облака (БМО). Тим не менш, повна кількість таких об'єктів в гало нашої галактики зараз невідома.

Наукова група колаборації DES (Dark Energy Survey) під керівництвом Алекса Дрліка-Вагнера (Alex Drlica-Wagner) з Національної прискорювальної лабораторії імені Енріко Фермі досліджувала зв'язок гравітаційних властивостей околиць Чумацького Шляху з кількістю і конфігурацією його супутників. На основі спостережень за далекими галактиками, які схожі за структурою на нашу, вчені змоделювали середовище, що відображає властивості гало. При цьому дослідники намагалися відтворити гравітаційну пару «Чумацький Шлях - БМО», припускаючи, що тяжіння останнього істотно впливає на підсумковий розподіл супутників. Окремо моделювалися сценарії, в яких аналог БМО не брав участі. Потім в отриманому середовищі автори випадковим чином розміщували моделі карликових галактик і обчислювали ймовірність мимовільного виникнення отриманої конфігурації, з чого робили висновок про правдоподібність вихідного набору параметрів.

Статистичні розрахунки дослідники здійснювали за допомогою машинного навчання. Використовуваний алгоритм був заснований на вибірці з реально спостережуваних карликових галактик і дозволив оцінити ймовірність виявлення супутника в заданому положенні за його розміром, яскравістю, відстанню до Сонця і кутовим координатам.

У результаті автори зробили висновок, що найімовірніше число карликових галактик в гало Чумацького Шляху має становити близько 220 (з похибкою в 50 об'єктів), з яких 52 8 - супутники БМО. Це означає, що астрономам належить відкрити по сусідству з нашою галактикою ще близько 150 супутників. При цьому статистична гіпотеза, що враховує внесок аналога БМО, при описі реальних даних виявилася істотно достовірнішою (зі значенням коефіцієнта Байєса ¹03-¹04) моделей, в яких цей внесок був менш точний або не враховувався. Таким чином, дослідники підтвердили значимість впливу Великого Магелланова Облака на структуру оточення Чумацького Шляху.

Крім того, за результатами симуляцій вчені вирахували середню масу гало, при якій воно з імовірністю 50% буде містити принаймні один супутник, - ця величина склала близько 10⁸ мас Сонця. Масу тих гало, в яких можуть перебувати найменші з виявлених супутників, автори оцінили в мільйон сонячних. Останні характеристики важливі з точки зору властивостей темної матерії на мікрорівні. Зокрема, з їх допомогою можна оцінювати силу і ймовірність взаємодії гіпотетичних частинок як між собою, так і зі звичайною речовиною. Це дає можливість коригувати теоретичні моделі і полегшує експериментальні пошуки темної матерії.

Раніше ми писали про те, як газові гало вплинули на зростання надмасивних чорних дір і як астрофізикам вдалося виявити чотири тисячі нових галактик.