Ursa Major III, самый слабый объект в нашей галактике, вращается вокруг Млечного Пути на расстоянии более 30 000 световых лет. До настоящего времени он считался карликовой галактикой, которая, как предполагалось, состоит в основном из тёмной материи из-за своей большой массы. Однако международная команда астрофизиков из Боннского университета и Института фундаментальных исследований в области естественных наук в Иране обнаружила доказательства, позволяющие предположить, что на самом деле это компактное звёздное скопление, содержащее ядро чёрной дыры. Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Исследование посвящено небесным телам, которые пока не могут быть однозначно классифицированы как звёздные скопления или карликовые галактики.
Хотя внешне они напоминают классические звёздные скопления, у них необычно высокое отношение массы к светимости; у некоторых оно в сотни и тысячи раз выше, чем у типичных карликовых галактик. Эта особенность привела к предположению, что они содержат большое количество тёмной материи.
«Ни существующие модели тёмной материи, ни альтернативные теории не смогли удовлетворительно объяснить точные причины. Поэтому такие промежуточные объекты считаются «горячей темой» в астрофизике и являются предметом интенсивных исследований», — говорит докторант и первый автор Али Ростами-Ширази из Иранского института фундаментальных исследований в области естественных наук.
Ursa Major III — самый слабый из известных спутников Млечного Пути
Эти небольшие галактики-спутники вращаются вокруг Млечного Пути и дают важные подсказки о его формировании и составе. Ранее считавшаяся тёмной карликовой галактикой — маленькой галактикой, масса которой, как предполагалось, состоит в основном из тёмной материи, — Ursa Major III теперь оказалась тёмным звёздным скоплением.
Моделирование, проведённое исследовательской группой, показывает, что Ursa Major III может быть компактным звёздным скоплением, гравитация которого удерживается ядром из чёрных дыр и нейтронных звёзд, а не тёмной материей.
«Тёмные звёздные скопления образуются, когда гравитационные взаимодействия с Млечным Путём в течение миллиардов лет удаляют внешние звёзды из звёздного скопления», — объясняет профессор доктор Хосейн Хаги, который проводит исследования в Боннском университете и сотрудничает с Иранским институтом фундаментальных исследований в области естественных наук в Занджане. То, что остаётся, — это тёмное массивное ядро, которое не излучает света. Согласно исследованию, этот эффект ранее ошибочно интерпретировался как доказательство существования тёмной материи.
Для проверки гипотезы исследовательская группа смоделировала эволюцию Ursa Major III в космических масштабах времени
Используя специализированные N-body-симуляции, которые с высокой точностью рассчитывают гравитационные взаимодействия тысяч звёзд, команда реконструировала развитие текущей структуры Ursa Major III с течением времени. Эти симуляции основаны на последних данных наблюдений, включая орбитальное движение и химический состав Ursa Major III.
Расчёты исследовательской группы показывают, что наблюдаемое состояние Ursa Major III можно объяснить плотным ядром из чёрных дыр, которое удерживает оставшиеся звёзды гравитационно, без необходимости наличия тёмной материи.
«Наша работа впервые показывает, что эти объекты, скорее всего, являются обычными звёздными скоплениями», — говорит профессор доктор Павел Крупа, член группы междисциплинарных исследований (TRA) «Моделирование и материя» в Боннском университете. «Эти результаты раскрывают главную тайну астрофизики».
Такие проблемы можно эффективно решить при правильном подходе к компьютерному моделированию, в результате чего кажущиеся «экзотическими компонентами» в астрофизике исчезают.
Команда из Бонна считает себя лидером в этой области. За многие годы они разработали специализированные численные методы для детального отображения сложной динамики таких звёздных систем. Крупа говорит: «Наши текущие результаты обеспечивают новую основу для понимания загадочных небесных объектов, а также открывают новые перспективы для исследований галактик».
Предоставлено: [Университет Бонна](https://phys.org/partners/university-of-bonn/)