Новые симуляции обнаружили десятки скрытых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути
Согласно новым симуляциям, вокруг Млечного Пути может находиться гораздо больше галактик-спутников, чем удалось обнаружить астрономам. Их открытие подтвердило бы общепринятую модель Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM), описывающую формирование и эволюцию Вселенной.
Исследование, проведённое командой из Даремского университета, объединило новые математические модели с суперкомпьютерными симуляциями. Результаты показали, что вокруг нашей галактики должно вращаться на 80–100 галактик-спутников больше, чем известно на сегодняшний день.
«Мы знаем, что у Млечного Пути есть около 60 подтверждённых галактик-спутников, но, согласно нашим расчётам, их должно быть гораздо больше — десятки слабых галактик, расположенных на близком расстоянии», — пояснила ведущий автор исследования доктор Изабель Сантос-Сантос. «Если наши прогнозы верны, это станет серьёзным аргументом в пользу теории Lambda-CDM, объясняющей формирование и эволюцию структуры Вселенной».
Результаты работы были представлены 11 июля 2025 года на ежегодном собрании Королевского астрономического общества в Дареме (Англия).
Лямбда-CDM: основа модели
Исследование опирается на модель Лямбда-CDM, согласно которой обычная материя составляет лишь около 5% Вселенной. Остальные 95% приходятся на тёмную материю (примерно 25%) и тёмную энергию (70%).
В этой модели такие галактики, как Млечный Путь, относительно редки и служат центрами для множества карликовых галактик. Однако одним из главных противоречий теории Лямбда-CDM долгое время оставалась «проблема недостающих спутников» — расхождение между предсказанным количеством карликовых галактик и реально наблюдаемым. Хотя модель успешно прошла множество проверок, объяснить это несоответствие было сложно.
Ключевая идея заключается в том, что галактики формируются в центрах массивных гало тёмной материи. Судьба этих гало, как объясняют учёные, может быть причиной, по которой многие галактики-спутники до сих пор не обнаружены.
В поисках скрытых галактик
Исследователи использовали несколько современных компьютерных моделей, включая симуляцию Aquarius — наиболее детализированное моделирование гало тёмной материи Млечного Пути — и модель GALFORM, которая учитывает ключевые физические процессы формирования и эволюции галактик. Ранние симуляции не позволяли обнаружить крайне тусклые галактики из-за недостаточного разрешения, но теперь, благодаря новым инструментам, это стало возможным.
Симуляции показали, что некоторые гало вращаются вокруг Млечного Пути с ранних этапов существования Вселенной, постепенно теряя тёмную материю и звёздную массу. В результате связанные с ними галактики стали очень маленькими, тусклыми и практически незаметными. Эти слабые системы получили название «сиротские галактики».
Их обнаружение может решить загадку «недостающих спутников». Предыдущие симуляции предполагали, что такие галактики были разрушены, но новое исследование указывает на то, что многие из них всё ещё существуют, хотя и в крайне слабом состоянии. Результаты не только предсказывают их количество и распределение, но и объясняют, почему они оставались скрытыми до сих пор.
Поиск доказательств вблизи Млечного Пути
С развитием телескопов астрономы надеются вскоре обнаружить эти неуловимые галактики. Одним из перспективных инструментов является камера LSST обсерватории имени Веры Рубин, которая получила первые изображения в этом году.
«Астрономы используют наши прогнозы как ориентир для сравнения с новыми данными», — отметила Сантос-Сантос. «Вполне возможно, что в ближайшее время мы сможем увидеть эти "пропавшие" галактики, что станет важным открытием и расскажет нам больше о том, как Вселенная стала такой, какой мы её видим».
В качестве предварительных доказательств команда указывает на около 30 слабых объектов, которые могут оказаться частью этих скрытых спутников. Однако требуются дополнительные исследования, чтобы определить, являются ли они «сиротскими галактиками» или просто шаровыми скоплениями.
«Если популяция крайне тусклых спутников, предсказанная нами, будет обнаружена, это станет триумфом теории ΛCDM», — заявил профессор Карлос Френк, участник исследования. «Это также продемонстрирует мощь физики и математики: используя законы природы, суперкомпьютеры и моделирование, мы можем делать точные прогнозы, которые астрономы смогут проверить с помощью новых телескопов. Лучше и быть не может».