Студенты обнаружили переполненные звёздами галактики

Так выглядело бы ночное небо с планеты в сердце сверхкомпактной галактики. Более миллиона звёзд видны невооружённым взглядом — в отличие от нескольких тысяч, видимых с Земли
(иллюстрация NASA, ESA, G. Bacon (STScI), P. van Dokkum/Yale University).

Одни из самых плотных галактик, существующих в нашей Вселенной, были обнаружены двумя магистрантами университета Сан-Хосе, которые изучали архивные данные прошлых лет. Открытые объекты являются представителями новой категории — ультракомпактные карликовые галактики.

Назвать эти галактики просто плотными было бы преуменьшением. Первая галактика, получившая кодовое название M59-UCD3 по размерам уступает нашей галактике примерно в 200 раз, при этом по плотности звёзд в 10 тысяч раз превосходит окрестности нашей Солнечной системы. Вторая галактика, M85-HCC1, превосходит окрестности Солнечной системы по плотности звёздного населения в миллион раз. Если бы наблюдатель оказался на гипотетической планете в центре одной из таких галактик и увидел ночное небо, оно оказалось бы ослепительным, усеянным огромным количеством ярких звёзд.

Несмотря на такие экстраординарные характеристики, пару ультракомпатных карликовых галактик было не так просто обнаружить, а M85-HCC1 и вовсе была замечена по чистой случайности.

"Похожие ультракомпактные звёздные системы найти легко лишь в том случае, когда точно знаешь, что искать, — рассказывает Ричард Во (Richard Vo), один из первооткрывателей ультракомпактных галактик. — Однако исследователи не обращали внимания на наши галактики на протяжении десятилетий, потому что никто даже не мог представить, что такие объекты существуют. Когда по счастливой случайности мы обнаружили первую ультракомпактную карликовую галактику, то поняли, что должны быть и другие похожие объекты, поэтому устремились на их поиски".

Во и его однокурсник, Майкл Сэндовал (Michael Sandoval) кропотливо изучали данные, полученные с помощью Слоановского цифрового небесного обзора, телескопа Субару, космического телескопа Хаббл и телескопа SOAR. Это позволило им выявить две ультракомпактные карликовые галактики, расположенные на орбите других, крупных и массивных галактик. Их близость к большим галактикам может показать, как таким небольшим объектам удалось стать настолько плотными.

"Самое вероятное объяснение заключается в том, что некоторые ультракомпактные карликовые галактики располагаются возле сверхмассивных чёрных дыр, — объясняет Сэндовал. — Это свидетельствует о том, что карликовые галактики изначально были намного более крупными объектами с обычными сверхмассивными чёрными дырами, но в последствии их внешние части были поглощены и остались лишь густонаселённые центры. Это правдоподобная гипотеза, так как известные ультракомпактные карликовые галактики располагаются вблизи массивных галактик, которые и могли осуществить подобную "зачистку"".

Дополнительным аргументом в пользу этой гипотезы является и тот факт, что спектральный анализ показал избыток тяжёлых элементов в ультракомпактных карликовых галактиках — например, железа. Подобное характерно для более крупных галактик.

Теперь астрономы и дальше планируют изучать архивные данные, чтобы выявить и другие столь же перенаселённые карликовые галактики. Исследователям важно выявить, насколько распространены или редки подобные объекты. Также студенты надеются изучить движение звёзд в центре M59-UCD3, что может помочь обнаружить сверхмассивную чёрную дыру.

Выводы, сделанные студентами во время их наблюдений, были описаны в статье, принятой к публикации в издании Astrophysical Journal Letters. Сейчас с ней можно ознакомиться на сайте препринтов arXiv.org.