Карликовые галактики — самые маленькие из известных галактик, и они могут содержать ключ к пониманию темной материи и процесса, посредством которого формируются более крупные галактики.Группа исследователей из Обзора темной энергии со штаб-квартирой в Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США и независимая группа из Кембриджского университета совместно объявили о своих выводах сегодня.
Обе команды использовали данные, полученные в течение первого года исследования темной энергии, все из которых являются общедоступными, для проведения своего анализа.«Большое содержание темной материи в галактиках-спутниках Млечного Пути делает это важным результатом как для астрономии, так и для физики», — сказал Алекс Дрлика-Вагнер из Fermilab, один из лидеров анализа Темной энергии.Галактики-спутники — это небольшие небесные объекты, которые вращаются вокруг более крупных галактик, таких как наш Млечный Путь. В карликовых галактиках содержится менее 100 звезд, они очень тусклые и их трудно обнаружить. (Напротив, Млечный Путь, галактика среднего размера, содержит миллиарды звезд.)
Эти недавно обнаруженные объекты в миллиард раз тусклее, чем Млечный Путь, и в миллион раз менее массивны. Ближайший из них находится на расстоянии 95 000 световых лет от нас.«Открытие такого количества спутников в такой небольшой области неба было совершенно неожиданным», — сказал Сергей Копосов из Кембриджского института астрономии, ведущий автор исследования. "Я не мог поверить своим глазам."Ученые ранее обнаружили более двух десятков таких галактик-спутников вокруг нашего Млечного Пути.
Около половины из них были обнаружены в 2005 и 2006 годах с помощью Sloan Digital Sky Survey, предшествовавшего исследованию Dark Energy Survey. После этого первоначального всплеска открытий показатель упал до тонкой струйки и полностью упал за последние пять лет.Исследование темной энергии рассматривает новую часть южного полушария, охватывающую область неба, отличную от области обзора Sloan Digital Sky Survey.
Галактики, о которых было объявлено сегодня, были обнаружены в результате поиска только первых из запланированных пяти лет данных Обзора темной энергии, которые покрывают примерно одну треть части неба, которую будет изучать DES. Ученые ожидают, что полное исследование темной энергии обнаружит до 30 из этих спутниковых галактик в пределах своей области исследования.Хотя требуется дополнительный анализ, чтобы подтвердить, что какие-либо из наблюдаемых небесных объектов являются галактиками-спутниками, исследователи отмечают их размер, низкую поверхностную яркость и значительное расстояние от центра Млечного Пути как свидетельство того, что они являются отличными кандидатами. Дальнейшие испытания продолжаются, и данные, собранные в течение второго года Обзора темной энергии, могут дать больше этих потенциальных карликовых галактик для изучения.
Недавно открытые галактики также предоставят ученым больше возможностей для поиска признаков темной материи. В карликовых галактиках-спутниках преобладает темная материя, что означает, что они имеют гораздо большую массу в невидимой материи, чем в звездах. Природа этой темной материи остается неизвестной, но может состоять из частиц, которые аннигилируют друг друга и испускают гамма-лучи.
Поскольку в карликовых галактиках нет других источников гамма-излучения, они представляют собой идеальные лаборатории для поиска признаков аннигиляции темной материи. Ученые уверены, что дальнейшее изучение этих объектов приведет к еще более чувствительным поискам темной материи.
В отдельном результате, также объявленном сегодня, Сотрудничество с крупными телескопами для миссии NASA Fermi Gamma-Ray Telescope сообщило, что они не видели какого-либо значительного превышения гамма-излучения, связанного с новыми объектами обзора темной энергии. Этот результат показывает, что новые открытия оптических телескопов можно быстро превратить в проверки фундаментальной физики.«Мы не обнаружили значительного излучения с помощью LAT, но карликовые галактики, которые есть и будут открывать DES, являются чрезвычайно важными целями для поиска темной материи», — сказал Питер Майкельсон, представитель коллаборации LAT. «Если они не приведут к идентификации частиц темной материи, они, безусловно, будут полезны для ограничения ее свойств».Исследование темной энергии — это пятилетняя попытка сфотографировать большую часть южного неба с беспрецедентными деталями.
Его основным инструментом является камера темной энергии, которая с разрешением 570 мегапикселей является самой мощной цифровой камерой в мире, способной видеть галактики на расстоянии до 8 миллиардов световых лет от Земли. Построенная и испытанная в Фермилабе, камера теперь установлена на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко в Межамериканской обсерватории Серро Тололо в Андах в Чили.Пятилетняя миссия исследования состоит в том, чтобы раскрыть ключ к разгадке природы темной энергии, таинственной силы, которая составляет около 70 процентов всей материи и энергии во Вселенной.
Ученые считают, что темная энергия может быть ключом к пониманию того, почему расширение Вселенной ускоряется.«Камера темной энергии — идеальный инструмент для обнаружения малых галактик-спутников», — сказал Кейт Бехтол из Института космологической физики Кавли при Чикагском университете, который помог провести анализ обзора темной энергии. «У него очень большое поле зрения, позволяющее быстро составить карту неба, и отличная чувствительность, что позволяет нам смотреть на очень тусклые звезды. Эти результаты показывают, насколько мощна камера и насколько важными будут собираемые ею данные на многие годы вперед ».Анализ обзора темной энергии доступен здесь.
Анализ Кембриджского университета доступен здесь.Исследование Dark Energy Survey — это результат сотрудничества более 300 ученых из 25 организаций в шести странах. Для получения дополнительной информации об опросе посетите веб-сайт эксперимента.Финансирование проектов DES было предоставлено Министерством энергетики США, Национальным научным фондом США, Министерством науки и образования Испании, Советом по науке и технологиям Соединенного Королевства, Советом по финансированию высшего образования Англии, Национальный центр суперкомпьютерных приложений Иллинойского университета в Урбана-Шампейн, Институт космологической физики Кавли Чикагского университета, Financiadora de Estudos e Projetos, Fundacao Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico и Ministerio da Ciencia e Tecnologia, Deutsche Forschungsgemeinschaft и сотрудничающие учреждения в Обзоре темной энергии.
Участники DES из испанских организаций частично поддерживаются MINECO в рамках грантов AYA2012-39559, ESP2013-48274, FPA2013-47986 и Centro de Excelencia Severo Ochoa SEV-2012-0234, некоторые из которых включают средства ERDF из Европейского Союза.
