На телескопе VLT открыт новый тип шаровых скоплений
[830x]Наблюдения на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) в Чили привели к открытию нового класса “темных” шаровых звездных скоплений вокруг гигантской галактики Centaurus A. Эти таинственные объекты выглядят, как обычные скопления, но гораздо массивнее. Возможно, они содержат либо необычно много темной материи, либо массивные черные дыры. Обе эти возможности совершенно неожиданны и пока необъяснимы.
Шаровые звездные скопления – гигантские сферические объекты, состоящие из тысяч звезд. Они окружают большинство галактик. Это одни из самых старых объектов во Вселенной – за время их существования галактики прошли почти полный цикл своего развития.
Основной автор нового исследования – Мэтт Тейлор (Matt Taylor), аспирант Папского Католического университета (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Сантьяго, Чили, стипендиат ESO. ОН рассказывает: “Шаровые скопления и входящие в них звезды дают нам ключ к пониманию процесса образования и эволюции галактик. На протяжении десятилетий астрономы считали, что звезды, входящие в одно и то же шаровое скопление, имеют одинаковый возраст и химический состав. Но сейчас мы видим, что все гораздо сложнее и интереснее.”
Эллиптическая галактика Centaurus A (NGC 5128) – ближайшая к Млечному Пути гигантская галактика. Вокруг нее, по оценкам, расположено целых 2000 шаровых скоплений. Многие из них более ярки и массивны, чем любое из примерно 150 скоплений Млечного Пути.
Мэтт Тейлор и его группа выполнили самое детальное на сегодняшний день исследование выборки из 125 шаровых звездных скоплений вокруг Центавра A. Они использовали для этого приемник FLAMES, установленный на Очень Большом Телескопе ESO в обсерватории Паранал на севере Чили [1]. Наблюдения позволили определить массы скоплений [2] и найти зависимость «масса – светимость».
В большинстве случаев оказалось, что более яркие скопления имеют и большую массу, что и ожидалось: чем больше звезд в скоплении, тем оно ярче и тем массивнее. Но некоторые из скоплений выборки оказались очень странными: они во много раз более массивны, чем можно было бы сказать по их яркости. Еще более странным оказалось то, что чем более массивны эти необычные скопления, тем большая часть их массы оказывается скрытой. То есть, в этих скоплениях явно присутствует что-то невидимое и очень массивное – но что?
Было рассмотрено несколько возможных ответов на этот вопрос. Может быть, темные скопления содержат в своих недрах черные дыры или другие невидимые останки звезд? Влиянием этого фактора можно было бы объяснить какую-то часть обнаруженной скрытой массы, но только часть. Может быть дело в присутствии темной материи? Обычно считается, что в шаровых скоплениях эта таинственная субстанция отсутствует, но возможно по каким-то неизвестным причинам в ядрах некоторых скоплений сохранилось значительное ее количество? Это объяснило бы наблюдаемый эффект, но такое объяснение противоречит общепринятой теории.
Соавтор работы Томас Пузиа (Thomas Puzia) говорит: “Наше открытие звездных скоплений с массами, не соответствующими наблюдаемому количеству звезд в них, означает, что, возможно, существуют различные семейства шаровых скоплений, отличающихся историей своего образования. По всей видимости, некоторые звездные скопления выглядят как обычные шаровые, а на деле в них есть что-то, чего мы пока не видим”.
Итак, тайна пока не раскрыта. Группа продолжает наблюдения более широкой выборки шаровых скоплений в других галактиках, и уже есть интригующие указания на то, что такие «темные скопления» могут существовать и в других областях Вселенной.
Мэтт Тейлор резюмирует: “Мы наткнулись на новый загадочный тип звездных скоплений! Значит, наши представления о происхождении шаровых скоплений нуждаются в углублении и нам предстоит узнать еще много нового об этих объектах. А это само по себе является важным результатом. Будем теперь искать другие «темные скопления» вокруг других галактик”.
Примечания
[1] До сих пор астрономы столь детально изучали звездные скопления только у галактик Местной Группы, относительно небольшие расстояния до которых делали возможными прямые измерения масс. Используя сочетание телескопа VLT и инструмента FLAMES на пределе их возможностей, ученым удалось оценить массу шаровых скоплений в совершенно другой ситуации – вокруг изолированной массивной эллиптической галактики NGC 5128, расположенной за пределами Местной Группы на расстоянии примерно 12 миллионов световых лет от Солнца.
[2] Приемник FLAMES позволяет получить информацию о движениях звезд в скоплении. Таким образом можно оценить силу гравитационного поля скопления, а значит и массу, соответствующую такому притяжению — астрономы называют ее динамической массой. Светособирающая сила 8.2-метрового «юнита» VLT и способность инструмента FLAMES наблюдать одновременно более 100 скоплений сделали возможным решение этой сложнейшей наблюдательной задачи.
Узнать больше
Результаты исследования представлены в статье “Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system”, by M. Taylor et al., которая публикуется в журнале Astrophysical Journal.
Состав исследовательской группы: Matthew A. Taylor (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), Thomas H. Puzia (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Matias Gomez (Universidad Andres Bello, Santiago, Chile) и Kristin A. Woodley (University of California, Santa Cruz, California, USA).
Ссылки
Перевод пресс-релиза ESO eso1519 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1519/