Галактики-спутники Млечного Пути

Гала́ктики-спу́тники Мле́чного Пути́ — часть Местной группы галактик, включающая в себя нашу галактику Млечный Путь и все её галактики-спутники, гравитационно связанные с ней. Лишь самые крупные из этих галактик (Большое и Малое Магеллановы облака) видны невооружённым глазом. Бо́льшая часть спутников — карликовые галактики^[1].

Карта Подгруппы Млечного Пути и её расположение в Местной Группе

История открытия

Видимые невооружённым глазом Большое и Малое Магеллановы облака были открыты в доисторическое время. Первые карликовые спутники (в созвездиях Скульптор и Печь) были открыты в 1937—1938 году Харлоу Шепли. Он описывал их как «непохожие на любую известную состоящую из звёзд структуру… Новые объекты имеют одни общие свойства с шаровыми скоплениями, другие — с эллиптическими галактиками, а по оставшимся (близость и полное разрешение на отдельные звезды) — с Магеллановыми облаками». Шепли также предсказал открытие новых подобных объектов^[1].

К 2005 году было обнаружено 12 карликовых галактик, находящихся в ближайшей окрестности Млечного Пути. Обнаружение их затруднялось тем, что в них отсутствуют видимые газ и пыль, а также другие признаки активного звездообразования. Кроме того, галактики-спутники сложно выделить среди находящихся на переднем плане звёзд Млечного Пути. Зачастую это возможно только с использованием компьютерных алгоритмов статистического поиска^[1].

Переломным моментом стала публикация результатов Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS) и широкое использование компьютерных алгоритмов поиска звёздных скоплений. Это позволило обнаруживать объекты, являвшиеся в 100 раз менее яркими, чем ранее известные^[1].

Одним из вопросов, который пришлось решать астрономам, стала классификация вновь открываемых объектов: они могли рассматриваться как галактики или как шаровые скопления. Ключевым фактором стало наличие в галактиках тёмной материи: объект классифицировался как галактика, если измеренные спектроскопическим способом скорости движения его звёзд нельзя было объяснить без присутствия дополнительного невидимого вещества. В шаровых скоплениях тёмная материя практически отсутствует. В карликовых галактиках её масса в 100—1000 раз превышает массу видимых звёзд: по сути, они представляют собой «облака» из невидимого вещества, единственным индикатором присутствия которых служат относительно немногочисленные звёзды^[1].

К 2010 году было открыто 25 галактик, которые можно было отнести к числу спутников Млечного Пути. К этому моменту все объекты, которые можно было обнаружить на основании данных SDSS, были описаны. Новый прорыв произошёл в 2015—2016 годах. Основываясь на данных новых обзоров звёздного неба, астрономы довели число возможных спутников до 54^[1].

По состоянию на май 2020 года, известно 59 карликовых галактик, которые являются или могут являться спутниками Млечного Пути, не считая Магеллановых облаков, областей с повышенной плотностью звёзд в Большом Псе и Гидре, а также разрушаемых приливными силами Волопаса III и карликовой галактики в Стрельце^[2]. При этом далеко не все они действительно являются постоянными спутниками: по данным опубликованного в 2021 году исследования, скорость их движения, момент импульса и энергия указывают на то, что они взаимодействуют с Млечным Путём недостаточно долго (меньше 2 миллиардов лет), чтобы можно было говорить об устойчивом характере гравитационной связи^[3]. Достоверные спектроскопические данные, говорящие о том, что карликовая галактика действительно является спутником нашей Галактики, присутствуют лишь для небольшого числа объектов^[1].

На февраль 2025 года известно 49 подтверждённых галактик-спутников Млечного Пути и 14 кандидатов^[4].

Значительное число возможных спутников Млечного Пути было открыто по итогам анализа данных Dark Energy Survey. Хотя основной задачей данного исследования является изучение динамики расширения Вселенной, полученные в его ходе изображения фиксируют сотни миллионов объектов, которые являются в 10 раз более тусклыми, чем присутствующие на снимках SDSS. В их числе несколько миллионов отдельных звезд, которые по результатам кластерного анализа можно счесть принадлежащими Млечному Пути или его возможным спутникам^[1].

Открытие новых галактик-спутников станет возможным по итогам анализа данных, полученных Обсерваторией имени Веры Рубин, которая должна начать работу в 2025 году^[1].

Значение для науки

Исследование галактик-спутников Млечного Пути позволяет получить данные о распределении тёмной материи в нашей Галактике и её окрестностях. Кроме того, оно позволяет проверить некоторые теории о свойствах и природе тёмной материи^[1]. С карликовыми галактиками связана проблема отсутствующих спутников (англ. the missing satellites problem): моделирование в рамках теории холодной тёмной материи предсказывает гораздо большее количество карликовых галактик, чем наблюдается вокруг галактик типа Млечного Пути^[5]. Кроме того, обнаружение исходящего от карликовых галактик гамма-излучения позволило бы подтвердить теорию об аннигиляции или самопроизвольном распаде частиц тёмной материи. Такое гамма-излучение пока обнаружено не было^[1].

В карликовых галактиках редко встречаются массивные звёзды и нет процессов активного звездообразования. В связи с этим в них преобладают звёзды с возрастом более 10 миллиардов лет, на химический состав которых практически не воздействовали типичные для более крупных галактик процессы, такие как взрывы сверхновых. Состав большинства звёзд в таких галактиках сохраняет информацию об условиях в момент их образования. Кроме того, выявляемые спектроскопические аномалии позволяют обнаружить следы редких катастрофических событий. Так, в галактике Сетка II обнаружено повышенное содержание элементов, образующихся при r-процессе, вероятно, связанного с имевшем место событием слияния нейтронных звёзд. Отсутствие подобных аномалий в других спутниках Млечного Пути говорит о редкости таких событий^[1].

Примечательные объекты

Среди возможных спутников Млечного Пути есть объекты с особенностями, выделяющими их из общего ряда. Так, у галактики Тукан III наблюдается звездный поток, свидетельствующий о том, что она разрушается приливным воздействием Млечного Пути. Галактика Чаша II имеет линейные размеры, сравнимые с Малым Магеллановым Облаком, но является в 1000 раз менее массивной^[1].

Самые тусклые объекты состоят всего из нескольких сотен звёзд. Ближайшие находятся на расстоянии менее 100 тысяч световых лет от Солнечной Системы, а самые удалённые (галактика Эридан II) отдалены более чем на 1 миллион световых лет^[1].

Магеллановы облака и более мелкие спутники

Большая часть кандидатов в спутники, обнаруженных в ходе анализа данных Dark Energy Survey, находится вблизи Магеллановых облаков. Это натолкнуло астрономов на мысль о том, что эти карликовые галактики изначально были спутниками Магеллановых облаков до того, как они стали взаимодействовать с нашей Галактикой. Концентрация таких галактик в одной области пространства может быть аргументом в пользу того, что Магеллановы облака относительно недавно оказались в окрестности Млечного Пути. В противном случае, распределение таких галактик по небу было бы более равномерным. На поиск новых кандидатов в галактики, связанные с Магеллановыми облаками, направлен проект Magellanic Satellites Survey, захватывающий области, не покрытые Dark Energy Survey^[1].

Будущее

В 2006 году измерения с помощью космического телескопа «Хаббл» дали основание предположить, что Большое и Малое Магеллановы облака, возможно, движутся слишком быстро, чтобы оставаться гравитационно связанными с Млечным Путём^[6]. Согласно опубликованным в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сольётся с Туманностью Андромеды^[7].

Большая часть более мелких спутников ещё до этого будет поглощена Млечным Путём в результате разрушения приливным взаимодействием^[1].

Список галактик-спутников Млечного Пути

К галактикам-спутникам Млечного Пути относят^[8][9]:

Название	Диаметр (кпк)	Расстояние от Млечного Пути (кпк)	Абсолютная величина	Тип	Год открытия
Большое Магелланово Облако	4	48,5	−18,1	SBm	доисторический
Насос 2	2,9	130	−8,5	?	2018
SagDEG	2,6	20	−13,5	E	1994
Чаша 2	2,2	117,5	−8,2	dSph	2016[10]
Малое Магелланово Облако	2	61	−16,8	Irr	доисторический
Гончие Псы I	1,1	220	−8,6	dSph	2006
Большой Пёс	1,5	8	-	Irr	2003
Волопас III	1,0	46	−5,75	dSph?	2009
Скульптор	0,8	90	−11,1	dE3	1937
Дракон	0,7	80	−8,8	dE0	1954
Геркулес	0,7	135	−6,6	dSph	2006
Лев II	0,7	210	−9,8	dE0	1950
Печь	0,6	140	−13,4	dE2	1938
Эридан II[11]	0,55	366	−7,1	dSph	2015[12][13]
Секстант I	0,5	90	−9,3	dE3	1990
Киль	0,5	100	−9,1	dE3	1977
Лев I	0,5	250	−12,0	dE3	1950
Малая Медведица	0,4	60	−8,8	dE4	1954
Лев T	0,34	420	−8,0	dSph/dIrr	2006
Водолей II	0,32	108	−4,2	dSph	2016[14]
Волопас I	0,30	60	−6,3	dSph	2006
Гончие Псы II	0,30	155	−4,9	dSph	2006
Лев IV (карликовая галактика)	0,30	160	−5,8	dSph	2006
Тукан IV	0,25	48	−3,5	dSph	2015[15]
Голубь I	0,21	182	−4,5	dSph	2015[15]
Большая Медведица II	0,20	30	−4,25	dG D	2006
Журавль II	0,19	53	−3,9	dSph	2015[15]
Кит III	0,18	251	−2,4	dSph?	2017[16]
Волосы Вероники	0,14	42	−4,1	dSph	2006
Гидра II	0,14	128	−4,8	dSph	2015[17]
Сетка III	0,13	92	−3,3	dSph	2015[15]
Рыбы II	0,12	180	−5,0	dSph	2010
Пегас III	0,11	215	−3,4	dSph	2015[18][19]
Южная Гидра I	0,10	28	−4,7	dSph	2018[20]
Волопас II	0,10	42	−2,7	dSph	2007
Тукан III	0,09	25	−2,4	dSph	2015[15]
Дева I	0,09	91	−0,3	dSph?	2016[16]
Часы II	0,09	78	−2,6	dSph	2015[21]
Стрелец II	0,08	67	−5,2	dSph	2015[22]
Лев V	0,08	180	−5,2	dSph	2007
Треугольник II	0,07	30	−1,8	dSph	2015
Segue 2	0,07	35	−2,5	dSph	2007
Segue 1	0,06	23	−1,5	dSph	2007
Дракон II	0,04	20	−2,9	dSph	2015[22]
Тукан V	0,03	55	−1,6	dSph	2015[15]
Кит II	0,03	30	0,0	dSph?	2015[15]
Сетка II	-	30	−3,6	dSph	2015[12][13]
Тукан II	-	70	−3,9	dSph	2015[12][13]
Рыбы I	-	80	-	dSph?	2009
DES 1	-	82	-	GC	2016[23]
Эридан III	-	90	−2,4	dSph?[a]	2015[12][13]
Часы I	-	100	−3,5	dSph?[a]	2015[12][13]
Ким 2/Индеец I	-	100	-	GC	2015[12][13]
Феникс II	-	100	−3,7	dSph?[a]	2015[12][13]
Большая Медведица I	-	100	−5,5	dG D	2005
Живописец I	-	115	−3,7	dSph?[a]	2015[12][13]
Журавль I	-	120	−3,4	dSph	2015[12]
Киль II	0,182	36	−4,5	dSph	2018[24]
Киль III	0,06	28	−2,4	GC?	2018[24]
Волопас IV	0,28	209	−4,53	-	2019[25]
Центавр I	0,076	116	−5,55	-	2020[26]
Живописец II	0,046	46	−3,2	-	2016[27]
Виллман 1	0,02	38	−2,53	-	2018[28]

Интерактивная карта

Карта Подгруппы Млечного Пути (нажмите на галактику для перехода к её статье)

См. также

• Список галактик-спутников галактики Андромеды

Комментарии

1. Может на самом деле быть шаровым скоплением