|
Новый класс древних звездных систем
|
|
|
|
На протяжении веков астрономы ломали голову над происхождением одной из старейших и наиболее плотных звездных систем Вселенной, известной как шаровые скопления. Теперь исследование, проведенное под руководством Университета Суррея и опубликованное в журнале Nature, наконец-то раскрыло тайну с помощью подробного моделирования, а также открыло новый класс объектов, которые уже могут находиться в нашей галактике.
|
|
|
|
Шаровые скопления - это плотные скопления от сотен тысяч до миллионов звезд, которые вращаются вокруг галактик, включая Млечный Путь. В отличие от галактик, у них нет признаков присутствия темной материи, а их звезды необычайно однородны по возрасту и химическому составу — черты, из-за которых ученые спорили об их образовании с момента их открытия в 17 веке.
|
|
|
|
Исследователи из Суррея использовали моделирование со сверхвысоким разрешением, которое позволяет проследить историю Вселенной в течение 13,8 миллиардов лет с беспрецедентными подробностями, что позволяет им наблюдать за формированием шаровых скоплений в режиме реального времени в их виртуальном космосе, называемом EDGE.
|
|
|
|
Моделирование выявило множество путей их создания и, неожиданно, появление нового класса звездных систем — "карликов, похожих на шаровые скопления", которые по своим свойствам находятся между шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками.
|
|
|
|
|
|
|
Доктор Итан Тейлор, научный сотрудник Школы математики и физики Университета Суррея и ведущий автор исследования, сказал:,
|
|
|
|
"Образование шаровых скоплений было загадкой на протяжении сотен лет, поэтому возможность добавить дополнительный контекст к тому, как они формируются, удивительна.
|
|
|
|
"Мы смогли сделать это в наших симуляторах EDGE без необходимости добавлять что-либо особенное для придания им внешнего вида, и это просто придает моделям дополнительный уровень реализма. Кроме того, возможность найти новый класс объектов в ходе моделирования очень интересна, тем более что мы уже определили несколько кандидатов, которые существуют в нашем собственном Млечном Пути".
|
|
|
|
Работая в сотрудничестве с университетами Дарема, Бата, Хартфордшира, обсерваториями Карнеги и Американским музеем естественной истории в США, Лундским университетом в Швеции и Университетом Барселоны в Испании, исследователи использовали национальный суперкомпьютер Великобритании DiRAC для проведения моделирования EDGE в течение нескольких лет.
|
|
|
|
Если бы масштабное моделирование проводилось на стандартном или высокопроизводительном ноутбуке, на его завершение ушли бы десятилетия. Это моделирование не только воссоздало реалистичные шаровые скопления и карликовые галактики, но и предсказало ранее неизвестный класс объектов.
|
|
|
|
В обычных карликовых галактиках, как правило, преобладает темная материя, в которой этого таинственного вещества примерно в тысячу раз больше, чем звезд и газа вместе взятых.
|
|
|
|
Однако недавно обнаруженные "карлики, похожие на шаровые скопления", при наблюдении кажутся похожими на обычные звездные скопления, но все же содержат значительное количество темной материи - это означает, что телескопы, возможно, уже обнаружили их в реальной Вселенной и классифицировали как обычные шаровые скопления. Это небольшое различие предоставило бы им уникальную возможность изучать как темную материю, так и образование скоплений.
|
|
|
|
Несколько известных спутников Млечного Пути, таких как "ультраслабая" карликовая галактика Ретикулум II, являются вероятными кандидатами. Если это подтвердится, они могут стать главными объектами для поиска первозданных, не содержащих металлов звезд, родившихся в ранней Вселенной, и новыми локациями для тестирования моделей постоянно ускользающей "темной материи".
|
|
|
|
Профессор Джастин Рид, заведующий кафедрой астрофизики Университета Суррея, сказал: "Целью проекта EDGE было создание наиболее реалистичной модели самых маленьких галактик во Вселенной — такой, которая могла бы проследить все 13,8 миллиарда лет их истории, сохраняя при этом мельчайшие детали, такие как взрыв из единственная взрывающаяся звезда. На запуск на британском национальном суперкомпьютере DiRAC ушли годы, но результат оказался невероятным.
|
|
|
|
"При разрешении всего в 10 световых лет, достаточном для того, чтобы запечатлеть эффекты отдельных сверхновых, мы смогли показать, что шаровые скопления могут формироваться по крайней мере двумя различными способами, оба без участия темной материи".
|
|
|
|
Следующим шагом будет подтверждение существования этих карликов, похожих на шаровые скопления, с помощью целенаправленных наблюдений с помощью телескопов, включая космический телескоп Джеймса Уэбба, и предстоящих глубоких спектроскопических исследований.
|
|
|
|
Если они это сделают, это может дать астрономам новые способы проверки теорий о темной материи и дать одни из лучших шансов найти самое первое поколение звезд, "не содержащих металлов" во Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
