Впервые за пределами Млечного Пути найден звёздный поток, который поможет картировать тёмную материю

Астрономы впервые обнаружили звёздный поток, связанный с шаровым скоплением, за пределами Млечного Пути. Структуру нашли в ультрадиффузной галактике UGC 9050-Dw1 — классе галактик с крайне низкой поверхностной яркостью. Результат особенно важен тем, что авторы не только обнаружили такой поток в другой галактике, но и впервые продемонстрировали возможность использовать его для оценки распределения тёмной материи там, где напрямую наблюдать её невозможно.

Звёздные потоки шаровых скоплений представляют собой вытянутые структуры из звёзд, которые постепенно покидают исходное скопление под действием гравитации галактики. Их движение сохраняет информацию о динамической истории системы, поэтому по форме и расположению потока можно восстанавливать свойства гравитационного поля. На практике обнаружить такие структуры за пределами Млечного Пути крайне сложно: поток состоит из очень тусклых источников, а в случае UGC 9050-Dw1 наблюдения дополнительно осложняет низкая яркость самой галактики.

Авторы использовали данные наблюдений потока в UGC 9050-Dw1 для получения новых оценок распределения массы галактики. Расчёты показали значительное содержание тёмной материи, что согласуется с предыдущими оценками этой галактики и общими представлениями о свойствах ультрадиффузных галактик. При этом принципиально новым стал сам способ измерения: инструмент, ранее применявшийся для изучения тёмной материи во Млечном Пути, впервые проверили в другой галактике.

Тёмная материя не излучает и не поглощает свет в количестве, достаточном для прямого наблюдения, поэтому её присутствие определяют по гравитационному воздействию на видимое вещество. Звёздные потоки дают для этого дополнительный способ: поскольку их структура формируется движением звёзд в гравитационном поле галактики, она может служить своеобразным «следом» распределения невидимой массы. До сих пор возможности такого метода были ограничены лишь наблюдательными данными по Млечному Пути.

Теперь астрономы смогут искать аналогичные потоки в других галактиках и сравнивать их свойства. Это особенно важно для ультрадиффузных галактик, в которых мало ярких звёзд и обычные методы оценки распределения массы сложнее применять. Наблюдения UGC 9050-Dw1 показывают, что звёздные потоки могут стать самостоятельным инструментом изучения тёмной материи за пределами Млечного Пути.

Авторы ожидают, что количество обнаруживаемых потоков существенно вырастет с началом новых наблюдений космических обсерваторий Euclid и Nancy Grace Roman Space Telescope. Это позволит применять метод к большему числу галактик разных типов и сравнивать распределение тёмной материи в различных галактических системах.