Предсказаха 150 неизвестни галактики-спътници на Млечния път
Астрофизици установиха, че в халото на Млечния път би трябвало да се намират около 220 галактики-джуджета, като приблизително четвърт от тях са в полето на привличане на друга галактика-спътник – Големия Магеланов облак (ГМО). Този брой е значително по-висок от наблюдаваните досега галактики. Би трябвало да бъдат открити още около 150 спътници . Първата и втора част от това изследване са публикувани в The Astrophysical Journal.
С термина „хало“ в астрофизиката се дефинира сферичната област около галактиката. Границите на пространството се определят от вириалния радиус, който се дефинира като разстоянието, в границите на което привличането на дадена галактика преобладава над притеглянето на съседната галактика. Свойствата на халото предизвиква огромен интерес сред астрофизиците и космолозите. Изследванията в тази област позволяват да се разбере как именно се проявява гравитацията при големи мащаби и на базата на това се строят и коригират космологичните теоретични модели.
Галактиките-джуджета представляват широк клас от звездни образувания, които са разположени в халото на големите галактики. Те по своята структура напомнят обикновените галактики, но тяхната маса е твърде малка. По тази причина те попадат в полето на привличане на по-големите си съседи. Най-известните спътници на Млечния път, а именно Големият и Малък Магеланов облак, са известни на човечеството още от древната история. Понастоящем са открити още десетки такива галактики. Някои от тях се явяват двойни спътници , които едновременно обикалят около Млечния път и ГМО. Но така или иначе, точният брой на такива обекти, намиращи се в халото на нашата галактика до този момент не е известен точно.
Научната калоборация DES (Dark Energy Survey), ръководена от Алекс Дрлика – Вагнер (Alex Drlica-Wagner) от Националната ускорителна лаборатория Енрико Ферми е изследвала връзката между гравитационните свойства в покрайнините на Млечния път с броя и конфигурациите на неговите спътници. Базирайки се на наблюденията върху далечни галактики, които приличат по структура на нашата, учените са моделирали средата, отразяваща свойствата на халото. При това изследователите са се старали да възпроизведат гравитационната двойка „Млечен път – ГМО“, предполагайки, че привличането на ГМО има съществено влияние на разпределението на галактиките-спътници. Отделно е бил разработен сценарий, в който аналогът на ГМО не участва. След това в получената среда учените на случаен принцип са разполагали модели на галактики-джуджета и са изчислявали вероятността за самопроизволно възникване на получената конфигурация. От това те правили изводи за правдоподобността на изходния набор от данни.
Изследователите са провеждали статистическите пресмятания с помощта на машинно обучение. Използваният алгоритъм се базирал на подборката на реално съществуващите галактики-джуджета. Това позволило да се оцени вероятността за откриване в зададеното място в халото на спътници с определен размер, яркост, разстояние от Слънцето и ъглови координати.
В резултат на проведените изчисления учените са констатирали, че най-вероятния брой на галактики-джуджета в халото на Млечния път би трябвало да е около 220 (с погрешност от 50 обекта), от които 52±8 са спътници на ГМО. Това означава, че на астрономите им предстои да търсят в халото на нашата галактика още около 150 галактики-спътници. При това статистическата хипотеза, отчитаща тежестта на аналога на ГМО в създадения модел, при описанието на реалните данни, се оказала съществено по-достоверна от моделите, в които аналога на ГМО бил с по-малка тежест или въобще не се отчитал. По този начин, изследователите са потвърдили значимостта на въздействието на Големия Магеланов облак за структурата, обкръжаваща Млечния път.
Освен това, в резултат на симулациите учените са успели да изчислят средната маса на хало, в което с вероятност 50% ще се намира поне един спътник. Оказало се, че тя ще бъде от порядъка на 10⁸ маси на Слънцето. Масата на тези хало, в които могат да се намират най-малките от предсказаните спътници, учените оценили на милион слънчеви маси. Тези характеристики са важни от гледна точка на свойствата на тъмната материя на микрониво. В частност, с тяхна помощ могат да се оценят силата и вероятността на взаимодействие на хипотетичните частици както между себе си, така и с обичайната материя. Това дава възможност да се коригират теоретическите модели и прави по-лесно търсенето на тъмна материя.
