Карликовые сфероидальные галактики: старые звёзды и мало пыли.

Введение

Галактика низкой светимости, состоящая из старых звезд и небольшого количества пыли

Карликовая сфероидальная галактика (dSph) – термин в астрономии, применяемый к небольшим галактикам с низкой светимостью, очень небольшим количеством пыли и стареющим звездным населением. Они встречаются в Местной группе в качестве спутников Млечного Пути и в качестве систем, являющихся спутниками галактики Андромеды (M31). Хотя по внешнему виду и свойствам они схожи с карликовыми эллиптическими галактиками, таким как малое количество или полное отсутствие газа или пыли, а также отсутствие недавнего звездообразования, они имеют приблизительно сфероидальную форму и, как правило, обладают более низкой светимостью.

Открытие

Несмотря на то, что радиусы dSph намного больше, чем у шаровых скоплений, их гораздо сложнее обнаружить из-за их низкой светимости и поверхностной яркости. Карликовые сфероидальные галактики имеют широкий диапазон светимостей, а известные карликовые сфероидальные галактики охватывают несколько порядков величины по светимости. Их светимость настолько низка, что карликовые сфероидальные галактики Урна Малая, Карина и Драко, обладающие самой низкой светимостью, имеют отношение массы к свету (M/L) больше, чем у Млечного Пути. У карликовых сфероидальных галактик также мало или совсем нет газа, и отсутствуют явные признаки недавнего звездообразования. В пределах Местной группы dSphs в основном встречаются вблизи Млечного Пути и M31. Первыми обнаруженными в 1938 году карликовыми сфероидальными галактиками были Скульптор и Форнакс. К 2015 году было открыто множество других ультраслабых dSphs, все из которых являются спутниками Млечного Пути. В ходе обзора Dark Energy Survey в 2015 году было обнаружено девять потенциально новых dSphs. Каждая dSph названа в честь созвездия, в котором она была обнаружена, например, карликовая сфероидальная галактика Стрельца, и состоит из звезд, как правило, намного старше 1–2 млрд лет, образовавшихся в течение многих гигалет. Это отличается от звездных скоплений, поскольку в последних звезды формировались более или менее одновременно, в то время как карликовые сфероидальные галактики переживают множественные вспышки звездообразования. Однако другие недавние исследования выявили, что общая масса, вычисленная по движениям звезд в карликовых сфероидальных галактиках, во много раз превышает массу самих звезд. Исследования показывают, что динамическая масса карликовых сфероидальных галактик составляет около 10, что очень много, несмотря на низкую светимость этих галактик. Дополнительным доказательством распространенности темной материи в dSphs служит случай карликовой сфероидальной галактики Форнакс, которая, предположительно, находится в динамическом равновесии, что позволяет оценить ее массу и количество темной материи, поскольку гравитационное влияние Млечного Пути незначительно. В отличие от галактики Форнакс, имеются данные о том, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы, испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути. Более того, есть свидетельства того, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы, испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути.

Despite the radii of dSphs being much larger than those of globular clusters, they are much more difficult to find due to their low luminosities and surface brightnesses. Dwarf spheroidal galaxies have a large range of luminosities, and known dwarf spheroidal galaxies span several orders of magnitude of luminosity. Their luminosities are so low that Ursa Minor, Carina, and Draco, the known dwarf spheroidal galaxies with the lowest luminosities, have mass to light ratios (M/L) greater than that of the Milky Way. Dwarf spheroidals also have little to no gas with no obvious signs of recent star formation. Within the Local Group, dSphs are primarily found near the Milky Way and M31. The first dwarf spheroidal galaxies discovered were Sculptor and Fornax in 1938. By 2015, many more ultra faint dSphs were discovered, all satellites of the Milky Way. Nine potentially new dSphs were discovered in the Dark Energy Survey in 2015. Each dSph is named after constellations they are discovered in, such as the Sagittarius dwarf spheroidal galaxy, all of which consist of stars generally much older than 1–2 Gyr that formed over the span of many gigayears. This is unlike star clusters because, while star clusters have stars which formed more or less the same time, dwarf spheroidal galaxies experience multiple bursts of star formation. Other recent studies, however, have found a distinction in that the total amount of mass inferred from the motions of stars in dwarf spheroidals is many times that which can be accounted for by the mass of the stars themselves. Studies reveal that dwarf spheroidal galaxies have a dynamical mass of around 10 , which is very large despite the low luminosity of dSph galaxies. Further evidence of the prevalence of dark matter in dSphs includes the case of Fornax dwarf spheroidal galaxy, which can be assumed to be in dynamic equilibrium to estimate mass and amount of dark matter, since the gravitational effects of the Milky Way are small. Unlike the Fornax galaxy, there is evidence that the UMa2, a dwarf spheroidal galaxy in the Ursa Major constellation, experiences strong tidal disturbances from the Milky Way. Furthermore, there is evidence that the UMa2, a dwarf spheroidal galaxy in the Ursa Major constellation, experiences strong tidal disturbances from the Milky Way.