Млечный Путь может оказаться гораздо более «многодетной», чем предполагали астрономы. Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Даремского университета (Великобритания), вокруг него могут вращаться до 100 галактик-спутников, большинство из которых до сих пор остаются невидимыми для телескопов. Эти данные расширяют границы знаний о космосе, а также могут стать ключевым подтверждением теории лямбда-холодной темной материи (LCDM), лежащей в основе современной космологии.
Исследование, представленное на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества, основано на комбинации суперкомпьютерного моделирования и математических расчетов. Ученые пришли к выводу, что вокруг Млечного Пути должно существовать около 80, а возможно, и до 100 галактик-спутников, которые пока не удается обнаружить из-за их крайне низкой яркости. Эти «сиротские» галактики, как их называют исследователи, практически лишены своих гало темной материи, что делает их почти невидимыми для современных инструментов.
Теория LCDM, являющаяся основой стандартной космологической модели, предполагает, что Вселенная состоит из трех основных компонентов: обычной материи (5%), холодной темной материи (25%) и темной энергии (70%). Согласно этой модели, галактики формируются внутри гигантских скоплений темной материи, называемых гало. Однако до сих пор астрономам не удавалось обнаружить достаточное количество карликовых галактик вокруг Млечного Пути, что ставило под сомнение некоторые аспекты LCDM. Новое исследование предлагает решение этой загадки: пропавшие галактики существуют, но они настолько тусклые, что их невозможно увидеть без сверхчувствительных телескопов.
Одним из ключевых инструментов, который может помочь в поиске этих неуловимых галактик, станет камера LSST обсерватории Рубина. Этот мощный телескоп, недавно впервые зафиксировавший свет, способен улавливать даже самые слабые космические объекты. Астрономы надеются, что с его помощью им удастся обнаружить предсказанные «сиротские» галактики, что откроет новую главу в изучении темной материи и структуры Вселенной.
Однако проблема заключается не только в технических ограничениях. Даже самые современные космологические симуляции не обладают достаточным разрешением, чтобы точно моделировать столь тусклые галактики. Кроме того, в процессе моделирования некоторые гало темной материи искусственно разрушаются, что приводит к «потере» связанных с ними галактик. Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи из Дарема использовали комбинацию суперкомпьютерных симуляций и аналитических моделей, включая знаменитую симуляцию «Водолей» и модель GALFORM, разработанную за последние 20 лет.
Результаты показали, что гало темной материи, в которых находятся галактики-спутники, теряют массу под воздействием гравитации Млечного Пути, становясь все меньше и тусклее. Это объясняет, почему многие из них до сих пор остаются незамеченными. Особый интерес представляют около 30 недавно обнаруженных объектов на окраинах нашей галактики, которые могут оказаться либо карликовыми галактиками, либо шаровыми скоплениями. Ученые предполагают, что это и есть часть предсказанной популяции «сиротских» галактик.
Напомним, ранее астрономы предположили, что Земля и весь Млечный Путь расположены внутри огромной области с пониженной плотностью вещества. Эта идея может объяснить одно из главных расхождений современной космологии.