Obserwatorium im. Very C. Rubin odkryło dwie sąsiadki Galaktyki

Obserwatorium im. Very C. Rubin dopiero rozpoczęło właściwy przegląd nieba, a w danych wstępnych wypatrzyło już dwa dotąd nieznane satelity Drogi Mlecznej: ultrasłabą galaktykę karłowatą i gromadę kulistą ukrytą za pyłem. To zapowiedź pełniejszego spisu najsłabszych sąsiadek naszej Galaktyki.

Mapa gwiazd Drogi Mlecznej z danych Gaia. Czerwony obszar to fragment nieba zbadany przez Obserwatorium im. Very Rubin w próbnych obserwacjach. Pomarańczowe pole wskazuje gromadę Rubin-GC1, niebieskie ultrasłabą galaktykę Aquarius IV. Ta druga leży znacznie dalej i jest ledwo dostrzegalna na obrazie, wykryły ją dopiero automatyczne algorytmy. Źródło: NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory/NOIRLab/SLAC/AURA, ESA/Gaia/DPAC, W. Cerny’ego

Rój cichych satelitów

Drogę Mleczną otacza rój mniejszych obiektów: galaktyk karłowatych oraz gromad kulistych, czyli zwartych, kulistych skupisk bardzo starych gwiazd. Znamy około 65 galaktyk satelitarnych, ale część astronomów przypuszcza, że setki kolejnych wciąż czeka na odkrycie.

Najtrudniej dostrzec skrajnie słabe galaktyki karłowate. Niektóre liczą zaledwie kilkaset gwiazd i na tle nieba niemal znikają. Wyszukuje się je, zliczając pojedyncze gwiazdy, a do tego potrzebny jest bardzo staranny katalog: kilka błędnie sklasyfikowanych obiektów wystarczy, by zatrzeć słaby sygnał. Jednym z głównych zadań tego obserwatorium jest zmapowanie halo galaktycznego, czyli rozległej otoczki gwiazd, gazu i ciemnej materii wokół Drogi Mlecznej.

Dwa trafienia w danych wstępnych

Obie prace oparto na wstępnych danych z 8,4-metrowego teleskopu przeglądowego Simonyi Survey Telescope, który ma największą kamerę cyfrową, jaką dotąd zbudowano (3,2 gigapiksela). Dane zebrano od kwietnia 2025 do stycznia 2026 roku. Obejmują one około 15 proc. obszaru, który zbada docelowy, dziesięcioletni przegląd LSST (Legacy Survey of Space and Time, czyli przegląd przestrzeni i czasu), rozpoczęty w czerwcu tego roku.

Pierwszy obiekt, Aquarius IV, to najprawdopodobniej ultrasłaba galaktyka karłowata na odległych krańcach Galaktyki, ponad 350 tys. lat świetlnych od nas. Zespół kierowany przez Williama Cerny’ego, doktoranta Uniwersytetu Yale, opisał go w Research Notes of the AAS jako pierwszego tak słabego satelitę Drogi Mlecznej zidentyfikowanego w danych obserwatorium. Jego gwiazdy są stare i ubogie w metale, czyli pierwiastki cięższe od helu. Obecność obiektu potwierdziły obrazy z kamery DECam (Dark Energy Camera).

Drugi obiekt, Rubin-GC1, znalazł zespół Aashaya Pai z Uniwersytetu Chicagowskiego. Praca ukazała się 28 października w The Astrophysical Journal Letters. Gromada leży w kierunku gwiazdozbioru Wężownika, po drugiej stronie Galaktyki, za gęstym pyłem. Jej gwiazdy mają około 9,2 mld lat i zawierają umiarkowanie dużo metali, więc to najpewniej bardzo słaba gromada kulista. Autorzy wiążą ją z galaktyką karłowatą w Strzelcu, niewielką galaktyką, którą Droga Mleczna rozrywa swoim przyciąganiem. Wyrwane z niej gwiazdy tworzą długi strumień okrążający Galaktykę, a Rubin-GC1 prawdopodobnie należy do jego przedniej części (tzw. ramienia prowadzącego strumienia). Gromada została więc najpewniej przejęta razem z gwiazdami tej galaktyki. To pierwsza gromada odkryta przez to obserwatorium.

Dlaczego to ważne

Aquarius IV pozostaje na razie kandydatem na galaktykę: autorzy nie wykluczają, że to bardzo zwarta gromada gwiazd. Rozstrzygną to głębsze obrazy i spektroskopia, bo galaktyki karłowate mają halo ciemnej materii, a gromady kuliste zwykle jej nie mają. Jeśli Aquarius IV okaże się galaktyką, ciemna materia będzie stanowić niemal całą jego masę, więc stanie się on cennym celem badań nad jej naturą.

Liczy się też statystyka. Liczba i rozmieszczenie satelitów pozwalają sprawdzać modele powstawania galaktyk i odtwarzać historię łączenia się Drogi Mlecznej z mniejszymi sąsiadkami. Marla Geha z Yale, współautorka obu prac, podkreśla, że kompletny spis satelitów to klucz do zrozumienia, jak powstają najsłabsze galaktyki. Peter Ferguson z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, również współautor obu prac, zwraca uwagę, że oba obiekty wyłowiono z zaledwie ułamka docelowego pola przeglądu.

Co dalej

Dwa odkrycia z niewielkiej części nieba to zapowiedź najbliższej dekady. W miarę gromadzenia kolejnych obrazów czułość przeglądu będzie rosnąć. Autorzy pracy o Aquarius IV oczekują, że podobne obiekty będzie można wykrywać z ponad 85-procentową skutecznością. Autorzy drugiej pracy liczą natomiast, że Obserwatorium im. Very C. Rubin, Euclid i Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman przebiją się przez galaktyczny pył i odsłonią satelity dotąd przesłonięte przez naszą Galaktykę.