Астрономы существенно расширили представление о структуре нашей галактики. С помощью данных космической миссии Gaia Европейского космического агентства удалось найти сразу 87 кандидатов в звёздные потоки — тонкие дугообразные «ленты» из звёзд, которые раньше ускользали от внимания исследователей. Новое исследование, опубликованное 23 марта в журнале The Astrophysical Journal, более чем в четыре раза увеличивает число известных подобных объектов.

Что такое звёздные потоки

Звёздные потоки образуются, когда плотные шаровые скопления звёзд движутся сквозь гравитационное поле Млечного Пути и постепенно теряют свои звёзды. Эти звёзды вытягиваются в длинные, изогнутые «ленты», которые сохраняют память о гравитационных воздействиях, испытанных за миллиарды лет.

«Это как ехать на велосипеде с мешком песка, в котором есть дыра, — объясняет соавтор работы Олег Гнедин, теоретический астрофизик из Мичиганского университета. — Зёрна песка — это звёзды, которые остаются вдоль траектории движения».

Такие структуры особенно ценны для науки, потому что их форма и движение позволяют картировать распределение массы галактики, включая невидимый ореол тёмной материи — «клей», который удерживает галактику от распада.

Новый алгоритм изменил картину

Раньше астрономы знали менее 20 звёздных потоков, и большинство из них обнаруживались случайно. Большая часть известных потоков происходила от уже почти полностью разрушенных карликовых галактик или скоплений. Потоки от ещё существующих шаровых скоплений встречались крайне редко.

Теперь ситуация изменилась. Исследовательская группа под руководством Ингтяна «Билла» Чена из Мичиганского университета разработала алгоритм StarStream. В отличие от предыдущих методов, которые полагались в основном на визуальное распознавание образов, новый алгоритм использует физико-математическую модель, основанную на теоретических ожиданиях.

«Оказывается, искать гораздо проще, когда у тебя есть теоретическое представление о том, что именно ты ищешь, и простая феноменологическая картина», — отметил Олег Гнедин.

Применение алгоритма к данным Gaia (которые с 2014 по 2025 год картировали положения и движения миллиардов звёзд) позволило выявить 87 кандидатов в звёздные потоки, связанных с шаровыми скоплениями.

Неожиданные особенности новых потоков

Многие из обнаруженных потоков не соответствуют классическому представлению о тонких, идеально выровненных лентах. Некоторые оказались короче, шире или даже смещёнными относительно орбит своих родительских скоплений. Именно поэтому предыдущие поиски, ориентированные на самые очевидные структуры, пропускали их.

Кроме того, данные указывают, что некоторые рассеянные шаровые скопления теряют звёзды с необычно высокой скоростью — это может быть признаком того, что они приближаются к полному приливному разрушению.

Не все 87 кандидатов обязательно подтвердятся: часть из них может оказаться ложными сигналами из-за загрязнения фоновыми звёздами. Однако даже с учётом этого открытие значительно расширяет выборку и даёт материал для серьёзных выводов о эволюции Млечного Пути и распределении тёмной материи.

Что дальше

Результаты исследования и сам алгоритм StarStream легко адаптировать под данные будущих миссий. В ближайшие годы на помощь придут обсерватория Веры Рубин, космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман и спектрометр тёмной энергии (DESI). Эти инструменты позволят подтвердить реальность обнаруженных потоков и уточнить картину.

Вкратце

С помощью нового алгоритма StarStream и данных миссии Gaia астрономы обнаружили 87 кандидатов в звёздные потоки на окраинах Млечного Пути — более чем в четыре раза больше, чем было известно ранее. Эти тонкие «ленты» из звёзд, оставленные шаровыми скоплениями, сохраняют информацию о гравитационном поле галактики и распределении тёмной материи. Многие потоки имеют неожиданную форму — они короче, шире или смещены, что объясняет, почему их раньше не находили. Открытие даёт новый мощный инструмент для изучения эволюции нашей галактики и будет активно проверяться данными следующих поколений телескопов. Работа опубликована в The Astrophysical Journal.