Takiej galaktyki jeszcze nigdy nie widzieliśmy. Niewielkie zgrupowanie gwiazd stanowi najlżejszą i najsłabiej świecącą galaktykę satelicką, jaką kiedykolwiek odkryto. Ursa Major III/Unions 1 – albo w skrócie UMa3/U1 – składa się zaledwie z kilkudziesięciu ledwo widocznych gwiazd. 

Gdzie jej szukać? Teleskopy na Hawajach wypatrzyły tego liliputa w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Niespodziankę stanowi niewielki dystans między UMa3/U1 a nami. Mikroskopijną galaktykę dzieli od Słońca 30 tys. lat świetlnych. 

Galaktyka z „kosmicznego podwórka”

Biorąc pod uwagę gigantyczne odległości kosmiczne, to niezbyt dużo. Jak skomentował jeden z odkrywców – Simon Smith, absolwent astronomii na University of Victoria – nowo odkryta galaktyka znajduje się właściwie na naszym „kosmicznym podwórku”.

– UMa3/U1 do tej pory umykała wykryciu ze względu na wyjątkowo niską jasność – dodaje Smith. Nic dziwnego: jest ona naprawdę niewielka. Składa się zaledwie z około 60 gwiazd. Dla porównania, według NASA Drogę Mleczną tworzy 100 mld gwiazd. Natomiast Wielki Obłok Magellana, największa galaktyka satelitarna w pobliżu Drogi Mlecznej, ma 20-30 mld gwiazd.

Bardzo stare i bardzo małe skupisk gwiazd

W porównaniu z Drogą Mleczną galaktyka UMa3/U1 to leciutki punkcik. Jej masa jest zaledwie 16 razy większa od masy Słońca. I znów, gdyby na kosmicznej wadze położyć całą naszą Galaktykę, otrzymalibyśmy wynik 1,5 biliarda razy większy od masy Słońca. Wielkość ta uwzględnia nie tylko gwiazdy Drogi Mlecznej, ale i Sagittariusa A*, supermasywną czarną dziurę znajdująca się w jej środku, oraz czarną materię.

Niedawno dostrzeżone malutkie zgrupowanie słońc ma jeszcze inne zastanawiające cechy. Astronomowie oszacowali wiek kilkudziesięciu gwiazd tworzących UMa3/U1 na około 10 mld lat. Czyli są one ponad dwa razy starsze od Słońca. W jaki sposób mikroskopijna galaktyka – o wiele mniejsza nawet od najmniejszych znanych galaktyk karłowatych – przetrwała tak długo w bliskim sąsiedztwie Drogi Mlecznej?

Obszar nieba, gdzie dostrzeżono nową galaktykę (po lewej), oraz kilkadziesiąt tworzących ją gwiazd (po prawej) / Fot. CFHT/S. Gwyn (prawe) / S. Smith (lewe)

Zupełnie nowy rodzaj galaktyki

Astronomowie wypatrzyli UMa3/U1, korzystając z dwóch ośrodków naukowych zlokalizowanych na Hawajach: W. M. Keck Observatory i Canada France Hawaii Telescope. Obserwacje potwierdziły, że układ gwiezdny rozciąga się na 10 lat świetlnych. Okazało się też, że jest powiązany grawitacyjnie, a gwiazdy mają podobny skład chemiczny.

Co więcej, gwiazdy te przemierzają przestrzeń kosmiczną ze zbliżonymi prędkościami. Wykluczyło to przypuszczenie, że astronomowie dostrzegli po prostu grupę podobnych słońc.

– Odkrycie może zmienić nasz sposób wyjaśnienia formowania się galaktyk, a może nawet samą definicję galaktyki – uważa Simon Smith.

Zagadka ciemnej materii

Droga Mleczna wywiera bardzo silny wpływ grawitacyjny na otoczenie. Kiedy jakieś skupisko gwiazd znajdzie się w jej pobliżu, może zostać rozerwane. To właśnie spotkało galaktykę Gaia-Enceladus. Została ona rozszarpana, a następnie wchłonięta przez Drogę Mleczną ok. 8-11 mld lat temu.

Lilipucia galaktyka UMa3/U1 uniknęła jednak takiego losu. Dlaczego? Naukowcy podejrzewają, że jest zdominowana przez ciemną materię. To właśnie ona spaja zaledwie kilkadziesiąt słabo świecących gwiazd. Drugi scenariusz zakłada, że nowa galaktyka została dostrzeżona w bardzo szczególnym momencie istnienia: tuż przed samym jego końcem.

– Jesteśmy bardzo podekscytowani możliwością, że obiekt ten może być wierzchołkiem góry lodowej: pierwszym przykładem nowej klasy niezwykle słabych układów gwiezdnych, których nie wykryto nigdy wcześniej – komentuje Will Cerny, student Yale University Department of Astronomy.

Podobnie jak Simon Smith Cerny jest autorem pracy o odkryciu UMa3/U1 opublikowanej w styczniu tego roku w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Źródła: Live Science, KeckObservatory, The Astrophysical Journal, NASA.