Галактики-спутники Млечного Пути
Гала́ктики-спу́тники Мле́чного Пути́ — часть Местной группы галактик, включающая в себя нашу галактику Млечный Путь и все её галактики-спутники, гравитационно связанные с ней. Лишь самые крупные из этих галактик (Большое и Малое Магеллановы облака) видны невооружённым глазом. По состоянию на 2026 год известно около 60 подтверждённых спутников, большая часть которых — это карликовые галактики[1][2].
История открытия
Видимые невооружённым глазом Большое и Малое Магеллановы облака были открыты в доисторическое время. Первые карликовые спутники (в созвездиях Скульптор и Печь) были открыты в 1937—1938 году Харлоу Шепли. Он описывал их как «непохожие на любую известную состоящую из звёзд структуру… Новые объекты имеют одни общие свойства с шаровыми скоплениями, другие — с эллиптическими галактиками, а по оставшимся (близость и полное разрешение на отдельные звезды) — с Магеллановыми облаками». Шепли также предсказал открытие новых подобных объектов[2].
К 2005 году было обнаружено 12 карликовых галактик, находящихся в ближайшей окрестности Млечного Пути. Обнаружение их затруднялось тем, что в них отсутствуют видимые газ и пыль, а также другие признаки активного звездообразования. Кроме того, галактики-спутники сложно выделить среди находящихся на переднем плане звёзд Млечного Пути. Зачастую это возможно только с использованием компьютерных алгоритмов статистического поиска[2].
Переломным моментом стала публикация результатов Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS) и широкое использование компьютерных алгоритмов поиска звёздных скоплений. Это позволило обнаруживать объекты, являвшиеся в 100 раз менее яркими, чем ранее известные[2].
Одним из вопросов, который пришлось решать астрономам, стала классификация вновь открываемых объектов: они могли рассматриваться как галактики или как шаровые скопления. Ключевым фактором стало наличие в галактиках тёмной материи: объект классифицировался как галактика, если измеренные спектроскопическим способом скорости движения его звёзд нельзя было объяснить без присутствия дополнительного невидимого вещества. В шаровых скоплениях тёмная материя практически отсутствует. В карликовых галактиках её масса в 100—1000 раз превышает массу видимых звёзд: по сути, они представляют собой «облака» из невидимого вещества, единственным индикатором присутствия которых служат относительно немногочисленные звёзды[2].
К 2010 году было открыто 25 галактик, которые можно было отнести к числу спутников Млечного Пути. К этому моменту все объекты, которые можно было обнаружить на основании данных SDSS, были описаны. Новый прорыв произошёл в 2015—2016 годах. Основываясь на данных новых обзоров звёздного неба, астрономы довели число возможных спутников до 54[2].
В 2020 году было известно уже 59 карликовых галактик, которые могут являться спутниками Млечного Пути, не считая Магеллановых облаков, областей с повышенной плотностью звёзд в Большом Псе и Гидре, а также разрушаемых приливными силами Волопаса III и карликовой галактики в Стрельце[3]. При этом далеко не все они действительно являются постоянными спутниками: по данным опубликованного в 2021 году исследования, скорость их движения, момент импульса и энергия указывают на то, что они взаимодействуют с Млечным Путём недостаточно долго (меньше 2 миллиардов лет), чтобы можно было говорить об устойчивом характере гравитационной связи[4]. Достоверные спектроскопические данные, говорящие о том, что карликовая галактика действительно является спутником нашей Галактики, присутствуют лишь для небольшого числа объектов[2].
Значительное число возможных спутников Млечного Пути было открыто по итогам анализа данных Dark Energy Survey. Хотя основной задачей данного исследования является изучение динамики расширения Вселенной, полученные в его ходе изображения фиксируют сотни миллионов объектов, которые являются в 10 раз более тусклыми, чем присутствующие на снимках SDSS. В их числе несколько миллионов отдельных звезд, которые по результатам кластерного анализа можно счесть принадлежащими Млечному Пути или его возможным спутникам[2].
В июле 2024 года стало известно об обнаружении двух новых галактик-спутников Млечного Пути — Дева III и Секстант II — при помощи камеры Hyper Suprime-Cam, установленной на телескопе Subaru (Гавайи)[5].
Эти открытия, наряду с обнаружением системы Большая Медведица III, привели к возникновению «проблемы избытка спутников» (Satellite Excess) в локальных областях. Наблюдаемое количество объектов превысило предсказания стандартной модели холодной тёмной материи (Lambda-CDM), что усложняет существующие модели распределения вещества[6][7].
Дальнейшее открытие новых галактик-спутников ожидается по итогам работы Обсерватории имени Веры Рубин. В феврале 2026 года была запущена система научных оповещений[8].
Значение для науки
Исследование галактик-спутников Млечного Пути позволяет получить данные о распределении тёмной материи в нашей Галактике и её окрестностях. Кроме того, оно позволяет проверить некоторые теории о свойствах и природе тёмной материи[2]. С карликовыми галактиками связана проблема отсутствующих спутников (англ. the missing satellites problem): моделирование в рамках теории холодной тёмной материи предсказывает гораздо большее количество карликовых галактик, чем наблюдается вокруг галактик типа Млечного Пути[9]. Кроме того, обнаружение исходящего от карликовых галактик гамма-излучения позволило бы подтвердить теорию об аннигиляции или самопроизвольном распаде частиц тёмной материи. Такое гамма-излучение пока обнаружено не было[2], однако исследования 2025—2026 годов (включая данные обсерватории HAWC) позволили установить новые ограничения на массу частиц тёмной материи и параметры их аннигиляции[10][11].
Исследования 2026 года также указывают на динамическое влияние спутников на структуру Млечного Пути. Моделирование показало, что прохождение карликовой галактики в Стрельце сквозь диск Галактики около миллиарда лет назад могло инициировать формирование спиральных рукавов, «морщин» в диске и фазовой спирали в движении звёзд[12].
Хотя в Магеллановых Облаках продолжается активное звездообразование (например, в области N11)[13], большинство тусклых спутников являются «потухшими». В них редко встречаются массивные звёзды, и преобладают светила с возрастом более 10 миллиардов лет, на химический состав которых практически не воздействовали типичные для более крупных галактик процессы, такие как взрывы сверхновых. Состав большинства звёзд в таких галактиках сохраняет информацию об условиях в момент их образования. Кроме того, выявляемые спектроскопические аномалии позволяют обнаружить следы редких катастрофических событий. Так, в галактике Сетка II обнаружено повышенное содержание элементов, образующихся при r-процессе, вероятно, связанного с имевшем место событием слияния нейтронных звёзд. Отсутствие подобных аномалий в других спутниках Млечного Пути говорит о редкости таких событий[2].
Примечательные объекты
Среди возможных спутников Млечного Пути есть объекты с особенностями, выделяющими их из общего ряда. Так, у галактики Тукан III наблюдается звездный поток, свидетельствующий о том, что она разрушается приливным воздействием Млечного Пути. Галактика Чаша II имеет линейные размеры, сравнимые с Малым Магеллановым Облаком, но является в 1000 раз менее массивной[2]. В 2024 году для объяснения её аномально низкой плотности была предложена гипотеза самовзаимодействующей тёмной материи (SIDM), предполагающая наличие «термализованного» ядра с пониженной плотностью[14]. В 2024 году был открыт один из самых тусклых и маломассивных спутников — Большая Медведица III (Ursa Major III / UNIONS 1). Эта система состоит всего из примерно 60 звёзд, возраст которых превышает 11 миллиардов лет. Из-за экстремально малых размеров статус объекта (галактика или звёздное скопление) обсуждается, однако его устойчивость к приливному разрушению связывают с наличием большого количества тёмной материи[15][7].
Самые тусклые объекты состоят всего из нескольких сотен звёзд. Ближайшие находятся на расстоянии менее 100 тысяч световых лет от Солнечной Системы, а самые удалённые (галактика Эридан II) отдалены более чем на 1 миллион световых лет[2].
Магеллановы облака и более мелкие спутники
Большая часть кандидатов в спутники, обнаруженных в ходе анализа данных Dark Energy Survey находится вблизи Магеллановых облаков. Это натолкнуло астрономов на мысль о том, что эти карликовые галактики изначально были спутниками Магеллановых облаков до того, как они стали взаимодействовать с нашей Галактикой. Концентрация таких галактик в одной области пространства может быть аргументом в пользу того, что Магеллановы облака относительно недавно оказались в окрестности Млечного Пути. В противном случае, распределение таких галактик по небу было бы более равномерным. На поиск новых кандидатов в связанные с Магеллановыми облаками галактики направлен проект Magellanic Satellites Survey, захватывающий области, не покрытые Dark Energy Survey[2]. Данные космического телескопа Gaia, полученные к 2026 году, подтвердили, что Магеллановы Облака гравитационно связаны с Млечным Путём и, вероятно, находятся на этапе первого прохождения через его окрестности[16][17]. Ранее, основываясь на измерениях 2007 года, предполагалось, что их скорость слишком велика для удержания на орбите. В Большом Магеллановом Облаке расположена звезда WOH G64, эволюционный статус которой стал предметом научных дискуссий в 2024—2026 годах. Ряд исследований указывал на её трансформацию из красного сверхгиганта в жёлтый гипергигант, что могло свидетельствовать о скором взрыве сверхновой[18]. Однако наблюдения 2025—2026 годов выявили в спектре полосы оксида титана, характерные для красных сверхгигантов, что поставило под сомнение гипотезу о смене класса; наблюдаемые изменения могут объясняться взаимодействием с веществом в двойной системе[19].
Будущее
Согласно исследованиям 2019 года, столкновение с Большим Магеллановым Облаком ожидается примерно через 2 миллиарда лет — значительно раньше, чем предполагалось в предыдущих моделях (4 миллиарда лет). Уточнение прогноза связано с новыми данными о том, что этот спутник содержит значительно больше тёмной материи и обладает большей массой, что ускоряет его притяжение к Млечному Пути[20]. Также были скорректированы прогнозы касательно галактики Андромеды. Если ранее слияние считалось неизбежным через 4,5—5 миллиардов лет, то модели 2024—2025 годов, основанные на данных телескопов Gaia и Hubble, оценивают вероятность лобового столкновения в этот период как крайне низкую (около 2 %). Учёт гравитационного влияния Большого Магелланова Облака показывает, что галактики могут сблизиться и разойтись; вероятность их слияния в ближайшие 10 миллиардов лет составляет около 50 %[21].
Большая часть более мелких спутников ещё до этого будет поглощена Млечным Путём в результате разрушения приливным взаимодействием[2].
Список галактик-спутников Млечного Пути
К галактикам-спутникам Млечного Пути относят[22][23]:
| Название | Диаметр (кпк) | Расстояние от Млечного Пути (кпк) |
Абсолютная величина | Тип | Год открытия |
|---|---|---|---|---|---|
| Большое Магелланово Облако | 4 | 48,5 | −18,1 | SBm | доисторический |
| Насос 2 | 2,9 | 130 | −8,5 | Irr-T / приливное разрушение[24] | 2018 |
| SagDEG | 2,6 | 20 | −13,5 | E | 1994 |
| Чаша 2 | 2,2 | 117,5 | −8,2 | dSph | 2016[25] |
| Малое Магелланово Облако | 2 | 61 | −16,8 | Irr | доисторический |
| Гончие Псы I | 1,1 | 220 | −8,6 | dSph | 2006 |
| Большой Пёс | 1,5 | 8 | - | Irr | 2003 |
| Волопас III | 1,0 | 46 | −5,75 | dSph? | 2009 |
| Скульптор | 0,8 | 90 | −11,1 | dE3 | 1937 |
| Дракон | 0,7 | 80 | −8,8 | dE0 | 1954 |
| Геркулес | 0,7 | 135 | −6,6 | dSph | 2006 |
| Лев II | 0,7 | 210 | −9,8 | dE0 | 1950 |
| Печь | 0,6 | 140 | −13,4 | dE2 | 1938 |
| Эридан II[26] | 0,55 | 366 | −7,1 | dSph | 2015[27][28] |
| Секстант I | 0,5 | 90 | −9,3 | dE3 | 1990 |
| Киль | 0,5 | 100 | −9,1 | dE3 | 1977 |
| Лев I | 0,5 | 250 | −12,0 | dE3 | 1950 |
| Малая Медведица | 0,4 | 60 | −8,8 | dE4 | 1954 |
| Лев T | 0,34 | 420 | −8,0 | dSph/dIrr | 2006 |
| Водолей II | 0,32 | 108 | −4,2 | dSph | 2016[29] |
| Волопас I | 0,30 | 60 | −6,3 | dSph | 2006 |
| Гончие Псы II | 0,30 | 155 | −4,9 | dSph | 2006 |
| Лев IV (карликовая галактика) | 0,30 | 160 | −5,8 | dSph | 2006 |
| Тукан IV | 0,25 | 48 | −3,5 | dSph | 2015[30] |
| Голубь I | 0,21 | 182 | −4,5 | dSph | 2015[30] |
| Большая Медведица II | 0,20 | 30 | −4,25 | dG D | 2006 |
| Журавль II | 0,19 | 53 | −3,9 | dSph | 2015[30] |
| Кит III | 0,18 | 251 | −2,4 | dSph? | 2017[31] |
| Волосы Вероники | 0,14 | 42 | −4,1 | dSph | 2006 |
| Гидра II | 0,14 | 128 | −4,8 | dSph | 2015[32] |
| Сетка III | 0,13 | 92 | −3,3 | dSph | 2015[30] |
| Рыбы II | 0,12 | 180 | −5,0 | dSph | 2010 |
| Пегас III | 0,11 | 215 | −3,4 | dSph | 2015[33][34] |
| Южная Гидра I | 0,10 | 28 | −4,7 | dSph | 2018[35] |
| Волопас II | 0,10 | 42 | −2,7 | dSph | 2007 |
| Тукан III | 0,09 | 25 | −2,4 | dSph | 2015[30] |
| Дева I | 0,09 | 91 | −0,3 | dSph? | 2016[31] |
| Часы II | 0,09 | 78 | −2,6 | dSph | 2015[36] |
| Стрелец II | 0,08 | 67 | −5,2 | dSph | 2015[37] |
| Лев V | 0,08 | 180 | −5,2 | dSph | 2007 |
| Треугольник II | 0,07 | 30 | −1,8 | dSph | 2015 |
| Segue 2 | 0,07 | 35 | −2,5 | dSph | 2007 |
| Segue 1 | 0,06 | 23 | −1,5 | dSph | 2007 |
| Дракон II | 0,04 | 20 | −2,9 | dSph | 2015[37] |
| Тукан V | 0,03 | 55 | −1,6 | dSph | 2015[30] |
| Кит II | 0,03 | 30 | 0,0 | dSph? | 2015[30] |
| Сетка II | - | 30 | −3,6 | dSph | 2015[27][28] |
| Тукан II | - | 70 | −3,9 | dSph | 2015[27][28] |
| Рыбы I | - | 80 | - | dSph? | 2009 |
| DES 1 | - | 82 | - | GC | 2016[38] |
| Эридан III | 0,016[39] | 90 | −2.4 | dSph?[a] | 2015[27][28] |
| Часы I | - | 100 | −3.5 | dSph?[a] | 2015[27][28] |
| Ким 2/Индеец I | - | 100 | - | GC | 2015[27][28] |
| Феникс II | - | 100 | −3,7 | dSph?[a] | 2015[27][28] |
| Большая Медведица I | - | 100 | −5,5 | dG D | 2005 |
| Живописец I | - | 115 | −3,7 | dSph?[a] | 2015[27][28] |
| Журавль I | - | 120 | −3,4 | dSph | 2015[27] |
| Киль II | 0,182 | 36 | −4,5 | dSph | 2018[40] |
| Киль III | 0,06 | 28 | −2,4 | GC? | 2018[40] |
| Волопас IV | 0,28 | 209 | −4,53 | - | 2019 |
| Центавр I | 0,076 | 116 | −5,55 | - | 2020[41] |
| Живописец II | 0,046 | 46 | −3,2 | - | 2016[42] |
| Уиллман 1 | 0,02 | 38 | −2,53 | - | 2018[43] |
| Секстант II | 0,3 | 145[44] | −3,9 | UFD | 2024[44] |
| Дева III | 0,09 | 151[45] | −2,7 | UFD | 2024[45] |
| Большая Медведица III | - | 10[7] | ? | UFD | 2024[7] |
Комментарии
Примечания
Ссылки
- K. Spekkens и др. The Dearth of Neutral Hydrogen in Galactic Dwarf Spheroidal Galaxies (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2014. — 13 October (vol. 795). — P. L5. — doi:10.1088/2041-8205/795/1/L5. — . — arXiv:1410.0028.
