Międzynarodowy zespół kierowany przez naukowców z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) wykorzystał dane z satelity Gaia do pomiaru ruchu 39 galaktyk karłowatych. Dane te dostarczają informacji na temat dynamiki tych galaktyk, ich historii oraz interakcji z Drogą Mleczną.
Wokół Drogi Mlecznej znajduje się wiele małych galaktyk (galaktyk karłowatych), które mogą być dziesiątki a nawet miliony razy słabsze niż Galaktyka. W porównaniu z normalnymi lub olbrzymimi galaktykami te karłowate zawierają znacznie mniej gwiazd, a zatem ich jasność także jest mniejsza.
To właśnie one były przedmiotem badań międzynarodowego zespołu badaczy. Dzięki danym uzyskanym z misji Gaia udostępnionym w drugim wydaniu w kwietniu 2018 roku naukowcy byli w stanie zmierzyć ruch na niebie 39 galaktyk karłowatych, określając ich kierunek i prędkość.
Przed drugą publikacją danych z satelity Gaia nie było możliwe wykonanie takich pomiarów dla 29 galaktyk przeanalizowanych przez astronomów. Naukowcy odkryli, że wiele z nich porusza się w płaszczyźnie znanej jako rozległa struktura polarna. Było już wiadomo, że na tej płaszczyźnie znaleziono wiele masywnych galaktyk karłowatych, ale teraz wiemy, że do tej struktury może należeć także kilka mniej masywnych galaktyk.
Doktor Giuseppina Battaglia podkreśla, że pochodzenie „rozległej struktury polarnej” wciąż nie jest w pełni zrozumiałe, ale jej cechy wydają się kwestionować kosmologiczne modele tworzenia się galaktyk. W strukturze tej znajduje się również Wielki Obłok Magellana, co może sugerować, że są one połączone.
Analizując dane dotyczące ruchów, zespół odkrył, że kilka galaktyk karłowatych ma orbity zbliżające się do wewnętrznych obszarów Drogi Mlecznej. Przyciąganie grawitacyjne wywierane na nie przez Galaktykę można porównać do działania pływów. Jest prawdopodobne, że niektóre z badanych galaktyk karłowatych są zaburzone przez te pływy, które je rozciągają. W ten sposób można wyjaśnić obserwowane właściwości niektórych z tych obiektów, takich jak Herkules i Krater II – komentuje Tobias K. Fritz. Z drugiej strony pojawiają się nowe pytania. Z biegiem lat zaobserwowano, że niektóre galaktyki mają szczególne właściwości, które potencjalnie mogą być wywołane protuberancjami pływowymi Drogi Mlecznej, jednak ich orbity nie wydają się potwierdzać tej hipotezy. Być może powinniśmy postulować, że winowajcą mogły być spotkania z innymi galaktykami karłowatymi – mówi Battaglia.
Ustalenie orbit pozwoliło naukowcom wykryć, że większość badanych galaktyk znajduje się blisko perycentrum swojej orbity (punkt najbliższy centrum Drogi Mlecznej). Niemniej jednak podstawowa fizyka wyjaśnia, że powinny one spędzać większość czasu blisko apocentrum swojej orbity (punkt najbardziej oddalony od centrum Galaktyki). Sugeruje to, że powinno być wiele galaktyk karłowatych, które jeszcze nie zostały odkryte, i które ukrywają się na dużych odległościach od centrum Drogi Mlecznej.
Galaktyki karłowate – poza tym, że są interesujące same w sobie – są jednym z niewielu znaczników ciemnej materii, które można wykorzystać w najbardziej zewnętrznych częściach Drogi Mlecznej. Uważa się, że tego rodzaju materia stanowi około 80% całkowitej masy Wszechświata. Nie można jednak zaobserwować jej bezpośrednio, dlatego jej wykrycie jest trudne. Ruchy ciał niebieskich, takich jak galaktyki karłowate, mogą służyć do pomiaru całkowitej masy materii w objętości. W tym celu odejmuje się masę wykrytych świecących obiektów i otrzymuje szacunkową ilość ciemnej materii. Na podstawie tych danych naukowcy mogli wywnioskować, że ilość ciemnej materii w Drodze Mlecznej jest duża i wynosi około 1,6 biliona mas Słońca.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
The dance of the small galaxies that surround the Milky Way
Źródło IAC
Na zdjęciu: Ruchy 39 galaktyk karłowatych. Galaktyki są oznaczone swoimi nazwami a strzałki pokazują kierunek ich ruchów w stosunku do centrum Drogi Mlecznej. Źródło: Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC); A. Moitinho / AF Silva / M. Barros / C. Barata, Universidad de Lisboa, Portugal; H. Savietto, Fork Investigación, Portugal & T.Fritz
