Un sistem stelar minuscul ar putea fi „satelitul unui satelit”
Astronomii au descoperit, folosind datele de la telescopul spațial Euclid, un sistem stelar de o slabă luminozitate în apropierea galaxiei pitice Fornax. Denumit Fornax-7, acesta pare să conțină doar circa 170 de mase solare în stele. Lucrarea care anunță descoperirea a fost publicată pe serverul de preprint arXiv pe 13 septembrie.
Modelul cosmologic lambda-CDM al universului prevede că halo-urile de materie întunecată de orice masă ar trebui să găzduiască subhalo-uri mai mici. Acest lucru este bine stabilit pentru galaxiile cu mase similare celei a Căii Lactee, care au numeroși sateliți pitici, dar nu a fost niciodată confirmat pentru gazde mult mai puțin masive decât Calea Lactee.
Actualul deținător al recordului este Marele Nor Magellanic, care are candidați de companioni ultrafinți. Găsirea unui satelit în jurul unui obiect atât de mic precum galaxia pitică sferoidală Fornax (Fornax dSph), de aproximativ 100 de ori mai puțin masivă decât Marele Nor Magellanic, ar extinde „formarea ierarhică observată a sistemelor de sateliți cu aproape două ordine de mărime sub Marele Nor Magellanic”, scriu cercetătorii în lucrare.
Fornax este o galaxie pitică ce orbitează Calea Lactee, la aproximativ 470.000 de ani-lumină distanță. Ea găzduiește șase roiuri globulare cunoscute. Cinci dintre ele au mai mult de 10 miliarde de ani, dar sunt răspândite departe de centrul galaxiei. Având în vedere masa și vârsta lor, calculele prevăd că astfel de roiuri ar fi trebuit să migreze spre centru până acum. Această „problemă a cronologiei” a alimentat dezbaterea privind dacă halo-ul de materie întunecată al lui Fornax este un „nucleu” difuz, cu densitate scăzută, mai degrabă decât „vârful” central dens prezis de modelele standard de materie întunecată rece.
Echipa, condusă de Teymoor Saifollahi de la Observatorul din Strasbourg, a observat întâmplător un sistem stelar minuscul, extrem de slab luminos, numit Fornax-7, în noile imagini ale satelitului Euclid. Sistemul este foarte aproape de Fornax dSph.
O descoperire slab luminoasă
Pentru a stabili proprietățile lui Fornax-7, echipa a construit mai întâi o diagramă culoare-magnitudine pornind de la cele mai strălucitoare șase stele membre sigure, filtrând stelele din prim-plan ale Căii Lactee folosind datele de mișcare Gaia și criterii de culoare. Șase stele nu sunt suficiente pentru a stabili vârsta, conținutul metalic și distanța sistemului, astfel că cercetătorii au simulat mii de populații stelare posibile și au comparat fiecare cu datele pentru a găsi cea mai bună potrivire. Au efectuat apoi mai multe calcule pentru a verifica dacă Fornax-7 se comportă ca un roi stelar sau ca o galaxie dominată de materie întunecată.
Modelele echipei sugerează că Fornax-7 se află la aproximativ aceeași distanță de Pământ ca Fornax dSph, ceea ce indică puternic că cele două sunt vecine. Pe cer, Fornax-7 este separată de centrul lui Fornax dSph printr-o distanță proiectată de aproximativ 2,8 kiloparseci (circa 9.100 de ani-lumină), dar cercetătorii nu sunt încă siguri dacă cele două sunt legate gravitațional.
„Acest lucru sugerează puternic că Fornax-7 se află la distanța lui Fornax dSph”, afirmă echipa. „Totuși, stabilirea dacă sistemul este asociat gravitațional cu galaxia va necesita măsurători de urmărire ale vitezei radiale.”
„Satelitul unui satelit”
Sistemul este extrem de mic și are o vechime de aproximativ 10 miliarde de ani. Are o masă foarte redusă, conținând doar circa 170 de mase solare în stele. „Rezultatele noastre arată că Fornax-7 este printre cele mai slabe și mai mici sisteme identificate vreodată”, scrie echipa.
Echipa prezintă două scenarii: Fornax-7 ar putea fi un roi stelar fără materie întunecată sau o galaxie satelit dominată de materie întunecată, care orbitează în jurul lui Fornax dSph. Dacă este un roi stelar, proprietățile sale ar putea ajuta la rezolvarea „problemei cronologiei” și la dezvăluirea naturii distribuției de materie întunecată a galaxiei gazdă. Dacă este o galaxie satelit pitică a lui Fornax dSph, ar fi „primul exemplu cunoscut al unui «satelit al unui satelit» în jurul unei galaxii gazdă atât de puțin masivă precum Fornax”, concluzionează cercetătorii.
Distincția între aceste scenarii necesită măsurarea dispersiei interne a vitezei sistemului prin spectroscopie, probabil folosind telescoape de generație viitoare, spun cercetătorii. O a treia posibilitate este ca acesta să fie un obiect din halo-ul Căii Lactee, fără legătură, aliniat din întâmplare.
