Одна з перших великих знахідок обсерваторії Віри Рубін у Чилі — раніше невідома галактика-супутник Чумацького Шляху. За даними Live Science, новий об’єкт під назвою Aquarius IV виявився однією з найлегших, найтьмяніших і найвіддаленіших супутникових галактик, які будь-коли спостерігали.
Це слабке скупчення давніх зірок знайшли на крайньому краю галактичного гало Чумацького Шляху у тестових даних обсерваторії, ще до офіційного старту її основної оглядової місії. Відкриття одночасно демонструє чутливість нового телескопа та додає деталей до карти нашого космічного оточення.
Що таке ультратьмяні карликові галактики
Ультратьмяні карликові галактики (UFDG) — це одні з найменших і найслабших галактик у Всесвіті. Вони містять максимум кілька сотень тисяч зірок, тоді як у Чумацькому Шляху їх близько 100 мільярдів.
Астроном Джошуа Саймон (Joshua Simon) з Обсерваторій Інституту Карнегі, який не брав участі в новій роботі, пояснив, що такі галактики майже повністю складаються з темної матерії: 99–99,9% їхньої маси — темна речовина, і лише 0,1–1% припадає на зорі. Через це, а також через малі розміри, UFDG надзвичайно важко помітити, навіть якщо вони знаходяться поруч із нашою галактикою.
Такі карлики обертаються навколо Чумацького Шляху подібно до того, як Земля обертається навколо Сонця. У дослідженні 2020 року вчені припускали, що навколо нашої галактики можуть існувати сотні подібних супутників, але наразі знайдено лише близько 60, розповів в електронному листі аспірант фізики Чиказького університету Ашай Пай (Aashay Pai), співавтор нової роботи.
Як обсерваторія виявила Aquarius IV
Обсерваторія Віри Рубін розташована на вершині гори Серро Пачон у Чилі. Її велика камера розміром з автомобіль із матрицею на 3200 мегапікселів здатна бачити об’єкти, які приблизно в 100 мільйонів разів тьмяніші за межу видимості неозброєним оком, завдяки повторним спостереженням нічного неба кожні кілька ночей.
Попри це, дані, використані в новому дослідженні, ще не належать до головного огляду LSST. Автори аналізували пробний набір Early Data Preview 2 (EDP2), зібраний між квітнем 2025 року та січнем 2026-го, який охоплював близько 7% нічного неба.
Команда застосувала комп’ютерні моделі до цих даних, шукаючи групи зірок із яскравістю та кольорами, характерними для спільної еволюції. Пай зазначив, що дослідники припускали вік цих зірок близько 13 мільярдів років — майже стільки, скільки Всесвіту. Такий підхід дав змогу відокремити справжні ультратьмяні карлики від розсіяних зір Чумацького Шляху та далеких галактик на задньому плані.
У результаті вони виокремили раніше невідому ультратьмяну карликову галактику. Попередні результати опубліковано у серпні в журналі Research Notes of the AAS як роботу, що ще не пройшла повне рецензування.
За оцінкою авторів, сигнал належності зір до єдиної галактики досяг рівня восьми сигма. Це означає, що ймовірність випадкового утворення такої групи становить близько 1 до 1,6 квадрильйона.
Перевірка даними інших телескопів
Щоб додатково перевірити відкриття, дослідники звернулися до старіших спостережень, отриманих темнокамерою Dark Energy Camera (DECam) на 570-мегапіксельному телескопі Віктора М. Бланко в Чилі. На цих знімках вони побачили слабкі зорі, які раніше залишалися непоміченими.
Аналіз цих даних дав нижчий рівень статистичної значущості — шість сигма, що все одно відповідає ймовірності випадковості близько 1 до 100 мільярдів. Це додатково підтримує існування крихітної галактики.
Нову супутникову галактику назвали Aquarius IV, оскільки вона розташована у напрямку сузір’я Водолія. Пай описує її як «одну з найтьмяніших і найкомпактніших UFDG на великій відстані».
Розрахунки свідчать, що Aquarius IV розташована приблизно на 359 000 світлових років від центру Чумацького Шляху. Для порівняння, діаметр нашої галактики становить близько 100 000 світлових років. За оцінкою Пая, маса Aquarius IV приблизно 1500 мас Сонця, тоді як маса Чумацького Шляху дорівнює масі близько 1,5 трильйона сонць.
Абсолютна зоряна величина — тобто внутрішня яскравість — Aquarius IV становить -1,9. Це робить її приблизно у 14 мільйонів разів тьмянішою за Чумацький Шлях.
Саймон оцінює відкриття Aquarius IV як досить надійне. Водночас Пай наголошує, що потрібні подальші спостереження, аби остаточно підтвердити природу об’єкта.
Навіщо вивчати такі крихітні галактики
Окрім того, що такі знахідки доповнюють карту нашого найближчого Всесвіту, ультратьмяні карлики допомагають краще зрозуміти темну матерію, яка становить близько 85% всієї матерії у Всесвіті та не взаємодіє зі світлом.
Зорі в ультратьмяних карликах зазвичай дуже старі й сформувалися невдовзі після Великого вибуху. Тому, за словами Саймона, вони відкривають унікальне «вікно» до властивостей перших галактик.
Пай також зазначає, що під час основного огляду LSST обсерваторія Віри Рубін може виявити до 100 подібних ультратьмяних карликів. Цей огляд, офіційно розпочатий у червні, має створити найдетальніше «таймлапс-відео» Всесвіту та виявляти мільйони змін на нічному небі щоночі, відкриваючи шлях до численних нових відкриттів.