Астрономы обнаружили десятки тусклых звездных нитей на окраинах Млечного Пути, используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства. Результаты были получены с помощью нового алгоритма, который более чем в четыре раза увеличил количество известных кандидатов в так называемые «звездные потоки». По словам исследователей, это открытие может дать новые подсказки о том, как развивалась наша галактика и как в ней распределена темная материя. Звездные потоки представляют собой дугообразные нити из звезд, которые образуются, когда компактные звездные скопления перемещаются под действием гравитационного поля Млечного Пути, теряя звезды, вытягивающиеся в длинные, похожие на ленты шлейфы.
«Это похоже на езду на велосипеде с мешком песка, только в мешке есть дыра, — пояснил в своем заявлении соавтор исследования Олег Гнедин, астрофизик-теоретик из Мичиганского университета. Эти звезды подобны песчинкам, оставленным вдоль траектории движения».
Поиск звездных потоков важен, поскольку их форма и движение содержат информацию о том, какие гравитационные силы воздействовали на них с течением времени. Это делает их мощным инструментом для картирования массы Млечного Пути, включая его неуловимое гало темной материи — невидимого «клея», который, как считается, удерживает галактики вместе, но который до сих пор не удалось непосредственно наблюдать, несмотря на десятилетия усилий.
Новое исследование под руководством Интяня «Билла» Чэня из Мичиганского университета выявило 87 кандидатов в звездные потоки, связанных с шаровыми скоплениями — плотными, древними группами звезд, вращающимися вокруг Млечного Пути. Ранее было идентифицировано менее двадцати звездных потоков, причем часто их лишь случайно обнаруживали в данных Gaia, что оставляло астрономам слишком малый объем выборки для выводов.
Большинство известных звездных потоков происходит от карликовых галактик или скоплений, которые уже в значительной степени разрушены. Потоки от сохранившихся шаровых скоплений, подобные идентифицированным в новом исследовании, встречаются гораздо реже и особенно полезны, поскольку астрономы могут напрямую сравнивать поток с его родительским скоплением.
Чтобы найти их, Чэнь разработал компьютерный алгоритм StarStream, который, согласно исследованию, ищет потоки на основе физической модели, а не только визуальных паттернов. Затем команда применила этот метод к данным Gaia, которые в период с 2014 по 2025 год картировали положения и движения миллиардов звезд в Млечном Пути.
«Оказывается, гораздо легче находить объекты, когда у вас есть теоретическое представление о том, что вы ищете, когда у вас есть простая феноменологическая картина», — заявил Гнедин.
Результаты также показали, что многие потоки не соответствуют классической форме тонких, хорошо выровненных треков. Напротив, в исследовании сообщается, что некоторые из вновь найденных потоков короче, шире или даже не совпадают по направлению с орбитами их родительских скоплений, что позволяет предположить: более ранние исследования могли упустить их, фокусируясь только на самых очевидных структурах.
Расширенная выборка также дает доказательства того, что некоторые диффузные шаровые скопления теряют звезды с аномально высокой скоростью — признак того, что они могут приближаться к полному приливному разрушению, сообщается в исследовании.
Однако, по словам исследователей, не все 87 кандидатов, вероятно, будут подтверждены, так как некоторые из них имеют меньшую достоверность из-за фонового загрязнения случайными звездами.
Результаты исследования, а также примененный к ним алгоритм могут быть проверены с помощью будущих наблюдений на установках следующего поколения — включая обсерваторию Веры Рубин, космический телескоп Нэнси Грейс Роман и прибор DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) — что поможет подтвердить, какие из потоков реальны, заявил Чэнь.
«Будет очень легко адаптировать алгоритм к будущим миссиям, — сказал он. — Как только у нас появятся данные, его применение будет совершенно несложным».
Это исследование описано в статье, опубликованной 23 марта в The Astrophysical Journal.
Перевод. Оригинал здесь.