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. Большая часть спутников — это 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 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].

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 2023 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^[4]. 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 связанные с Магеллановыми облаками галактики 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^[5]. 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^[6].

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^[7][8]:

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[9]
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[10]	0,55	366	−7,1	dSph	2015[11][12]
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[13]
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[14]
Голубь I	0,21	182	−4,5	dSph	2015[14]
Большая Медведица II	0,20	30	−4,25	dG D	2006
Журавль II	0,19	53	−3,9	dSph	2015[14]
Кит III	0,18	251	−2,4	dSph?	2017[15]
Волосы Вероники	0,14	42	−4,1	dSph	2006
Гидра II	0,14	128	−4,8	dSph	2015[16]
Сетка III	0,13	92	−3,3	dSph	2015[14]
Рыбы II	0,12	180	−5,0	dSph	2010
Пегас III	0,11	215	−3,4	dSph	2015[17][18]
Южная Гидра I	0,10	28	−4,7	dSph	2018[19]
Волопас II	0,10	42	−2,7	dSph	2007
Тукан III	0,09	25	−2,4	dSph	2015[14]
Дева I	0,09	91	−0,3	dSph?	2016[15]
Часы II	0,09	78	−2,6	dSph	2015[20]
Стрелец II	0,08	67	−5,2	dSph	2015[21]
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[21]
Тукан V	0,03	55	−1,6	dSph	2015[14]
Кит II	0,03	30	0,0	dSph?	2015[14]
Сетка II	-	30	−3,6	dSph	2015[11][12]
Тукан II	-	70	−3,9	dSph	2015[11][12]
Рыбы I	-	80	-	dSph?	2009
DES 1	-	82	-	GC	2016[22]
Эридан III	-	90	−2.4	dSph?[lower-alpha 1]	2015[11][12]
Часы I	-	100	−3.5	dSph?[lower-alpha 1]	2015[11][12]
Ким 2/Индеец I	-	100	-	GC	2015[11][12]
Феникс II	-	100	−3,7	dSph?[lower-alpha 1]	2015[11][12]
Большая Медведица I	-	100	−5,5	dG D	2005
Живописец I	-	115	−3,7	dSph?[lower-alpha 1]	2015[11][12]
Журавль I	-	120	−3,4	dSph	2015[11]
Киль II	0,182	36	−4,5	dSph	2018[23]
Киль III	0,06	28	−2,4	GC?	2018[23]
Волопас IV	0,28	209	−4,53	-	2019[24]
Центавр I	0,076	116	−5,55	-	2020[25]
Живописец II	0,046	46	−3,2	-	2016[26]
Виллман 1	0,02	38	−2,53	-	2018[27]

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

Примечания

1. Bechtol K. The Milky Way's Dark Companions (англ.) // Sky & Telescope. — 2017. — March. — P. 16—21.
2. McConnachie A. W., Venn K. A. Revised and New Proper Motions for Confirmed and Candidate Milky Way Dwarf Galaxies (англ.) // The Astronomical Journal. — 2020. — 21 August (vol. 160, iss. 3). — P. 124. — ISSN 1538-3881. — doi:10.3847/1538-3881/aba4ab. Архивировано 27 апреля 2022 года.
3. Francois Hammer, Jianling Wang, Marcel S. Pawlowski, Yanbin Yang, Piercarlo Bonifacio. Gaia EDR3 Proper Motions of Milky Way Dwarfs. II Velocities, Total Energy, and Angular Momentum (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2021. — 24 November (vol. 922, iss. 2). — P. 93. — ISSN 1538-4357. — doi:10.3847/1538-4357/ac27a8.
4. Klypin, Anatoly; Kravtsov, Andrey V.; Valenzuela, Octavio; Prada, Francisco. Where Are the Missing Galactic Satellites? (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1999. — Vol. 522. — P. 82—92. — doi:10.1086/307643. — Bibcode: 1999ApJ...522...82K. — arXiv:astro-ph/9901240.
5. Magellanic Clouds May Be Just Passing Through  (неопр.) (9 января 2007). Дата обращения: 19 февраля 2013. Архивировано 17 марта 2013 года.
6. Астрофизики вновь предрекли смерть Млечному Пути: Космос: Наука и техника: Lenta.ru  (неопр.). Дата обращения: 26 июня 2020. Архивировано 24 ноября 2020 года.
7. Sjölander, Nils. Milky Way satellite galaxies  (неопр.). Архивировано 19 февраля 2014 года.
8. A. Drlica-Wagner (2020). "The Astrophysical Jornal | Milky Way Satellite Census. I. The Observational Selection Function for Milky Way Satellites in DES Y3 and Pan-STARRS DR1". The Astrophysical Journal. 893 (1): 47. doi:10.3847/1538-4357/ab7eb9. hdl:10150/642363. Архивировано 12 марта 2022. Дата обращения: 3 мая 2022.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
9. Torrealba, G.; Koposov, S.E.; Belokurov, V.; Irwin, M. (2016-04-13). "The feeble giant. Discovery of a large and diffuse Milky Way dwarf galaxy in the constellation of Crater". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 459 (3): 2370—2378. arXiv:1601.07178. Bibcode:2016MNRAS.459.2370T. doi:10.1093/mnras/stw733.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
10. Crnojević, D.; Sand, D.J.; Zaritsky, D.; Spekkens, K.; Willman, B.; Hargis, J.R. (2016). "Deep imaging of Eridanus II and its lone star cluster". The Astrophysical Journal. 824 (1): L-14. arXiv:1604.08590. Bibcode:2016ApJ...824L..14C. doi:10.3847/2041-8205/824/1/L14.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
11. Koposov, Sergey E.; Belokurov, Vasily; Torrealba, Gabriel; Evans, N. Wyn (2015-03-10). "Beasts of the Southern Wild. Discovery of a large number of ultra faint satellites in the vicinity of the Magellanic Clouds". The Astrophysical Journal. 805 (2): 130. arXiv:1503.02079. Bibcode:2015ApJ...805..130K. doi:10.1088/0004-637X/805/2/130.
12. DES Collaboration (2015-03-10). "Eight New Milky Way companions discovered in first-year Dark Energy Survey data". The Astrophysical Journal. 807 (1): 50. arXiv:1503.02584. Bibcode:2015ApJ...807...50B. doi:10.1088/0004-637X/807/1/50.
13. Torrealba, G.; Koposov, S.E.; Belokurov, V.; Irwin, M.; Collins, M.; Spencer, M.; Ibata, R.; Matteo, M.; Bonaca, A.; Jethwa, P. (2016). "At the survey limits: Discovery of the Aquarius 2 dwarf galaxy in the VST ATLAS and the SDSS data". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 463 (1): 712—722. arXiv:1605.05338. Bibcode:2016MNRAS.463..712T. doi:10.1093/mnras/stw2051.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
14. Drlica-Wagner, A.; et al. (2015-11-04). "Eight ultra-faint galaxy candidates discovered in Year Two of the Dark Energy Survey". The Astrophysical Journal. 813 (2): 109. arXiv:1508.03622. Bibcode:2015ApJ...813..109D. doi:10.1088/0004-637X/813/2/109.
15. Homma, Daisuke; Chiba, Masashi; Okamoto, Sakurako; Komiyama, Yutaka; Tanaka, Masayuki; Tanaka, Mikito; Ishigaki, Miho N.; Hayashi, Kohei; Arimoto, Nobuo (2017-04-19). "Searches for New Milky Way Satellites from the First Two Years of Data of the Subaru/Hyper Suprime-Cam Survey: Discovery of Cetus III". Publications of the Astronomical Society of Japan. 70: S18. arXiv:1704.05977. Bibcode:2018PASJ...70S..18H. doi:10.1093/pasj/psx050.
16. Martin, Nicolas F.; et al. (Survey of the Magellanic Stellar History) (2015-04-23). "Hydra II: A faint and compact Milky Way dwarf galaxy found in the survey of the Magellanic stellar history". The Astrophysical Journal Letters. 804 (1): L5. arXiv:1503.06216. Bibcode:2015ApJ...804L...5M. doi:10.1088/2041-8205/804/1/L5.
17. Kim, Dongwon; Jerjen, Helmut; Mackey, Dougal; Da Costa, Gary S.; Milone, Antonino P. (2015-05-12). "A hero's dark horse: Discovery of an ultra-faint Milky Way satellite in Pegasus". The Astrophysical Journal Letters. 804 (2): L-44. arXiv:1503.08268. Bibcode:2015ApJ...804L..44K. doi:10.1088/2041-8205/804/2/L44.
18. Kim, Dongwon; Jerjen, Helmut; Geha, Marla; Chiti, Anirudh; Milone, Antonino P.; Mackey, Dougal; da Costa, Gary; Frebel, Anna; Conn, Blair (2016). "Portrait of a dark horse: Photometric properties and kinematics of the ultra-faint Milky Way satellite Pegasus III". The Astrophysical Journal. 833 (1): 16. arXiv:1608.04934. Bibcode:2016ApJ...833...16K. doi:10.3847/0004-637X/833/1/16.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
19. Koposov, Sergey E.; Walker, Matthew G.; Belokurov, Vasily; Casey, Andrew R.; Geringer-Sameth, Alex; Mackey, Dougal; Da Costa, Gary; Erkal, Denis; Jethwa, Prashin (2018-10-01). "Snake in the Clouds: a new nearby dwarf galaxy in the Magellanic bridge*". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (англ.). 479 (4): 5343—5361. arXiv:1804.06430. doi:10.1093/mnras/sty1772. ISSN 0035-8711.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
20. Kim, Dongwon; Jerjen, Helmut (2015-07-28). "Horologium II: A second ultra-faint Milky Way satellite in the Horologium constellation". The Astrophysical Journal Letters. 808 (2): L-39. arXiv:1505.04948. Bibcode:2015ApJ...808L..39K. doi:10.1088/2041-8205/808/2/L39.
21. Laevens, B.P.M; Martin, N.F.; Bernard, E.J.; Schlafly, E.F.; Sesar, B. (2015-11-01). "Sagittarius II, Draco II and Laevens 3: Three new Milky Way satellites discovered in the PAN-STARRS 1 3π survey". The Astrophysical Journal. 813 (1): 44. arXiv:1507.07564. Bibcode:2015ApJ...813...44L. doi:10.1088/0004-637X/813/1/44.
22. Luque, E.; et al. (2016-02-09). "Digging deeper into Southern skies: A compact Milky Way companion discovered in first-year Dark Energy Survey data". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 458 (1): 603—612. arXiv:1508.02381. Bibcode:2016MNRAS.458..603L. doi:10.1093/mnras/stw302.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
23. Torrealba, G.; Belokurov, V.; Koposov, S. E.; Bechtol, K.; Drlica-Wagner, A.; Olsen, K. A. G.; Vivas, A. K.; Yanny, B.; Jethwa, P. (22 января 2018). "Discovery of two neighbouring satellites in the Carina constellation with MagLiteS". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 475 (4): 5085—5097. arXiv:1801.07279. doi:10.1093/mnras/sty170.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
24. Homma (2019). "Boötes. IV. A new Milky Way satellite discovered in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and implications for the missing satellite problem". Publications of the Astronomical Society of Japan. 71 (5). doi:10.1093/pasj/psz076. Архивировано 7 июля 2020. Дата обращения: 3 мая 2022.
25. Mau (2020). "Two Ultra-faint Milky Way Stellar Systems Discovered in Early Data from the DECam Local Volume Exploration Survey". The Astrophysical Journal. 890 (2): 136. arXiv:1912.03301. Bibcode:2020ApJ...890..136M. doi:10.3847/1538-4357/ab6c67. Архивировано 24 мая 2022. Дата обращения: 3 мая 2022.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
26. Drlica-Wagner (2016). "An Ultra-Faint Galaxy Candidate Discovered in Early Data from the Magellanic Satellites Survey". The Astrophysical Journal. 833 (1): L5. arXiv:1609.02148. Bibcode:2016ApJ...833L...5D. doi:10.3847/2041-8205/833/1/L5. Архивировано 24 мая 2022. Дата обращения: 3 мая 2022.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
27. Muñoz (2018). "A MegaCam Survey of Outer Halo Satellites. III. Photometric and Structural Parameters". The Astrophysical Journal. 860 (1): 66. arXiv:1806.06891. Bibcode:2018ApJ...860...66M. doi:10.3847/1538-4357/aac16b. Архивировано 16 февраля 2022. Дата обращения: 3 мая 2022.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)

Ссылки

• K. Spekkens и др. The Dearth of Neutral Hydrogen in Galactic Dwarf Spheroidal Galaxies (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2014. — 13 October (vol. 795). — P. L5. — doi:10.1088/2041-8205/795/1/L5. — Bibcode: 2014ApJ...795L...5S. — arXiv:1410.0028.