Астрономи, які переглядали архівні знімки телескопа James Webb, знайшли чотири раніше невідомі зоряні скупчення в гало галактики M82 — сусідній системі, добре відомій своїм бурхливим зореутворенням (старбьорстом). Відкриття зроблено за допомогою камери NIRCam і поки що представлене у препринті на arXiv.

Ці об'єкти належать до так званих дифузних зоряних скупчень (DSC) — категорії, яка займає проміжне положення між класичними кульовими скупченнями та карликовими галактиками на діаграмі "розмір-світність". Досі ця область майже не досліджувалась: подібні об'єкти надто тьмяні для більшості наземних оглядів і надто розмиті, щоб їх легко відрізнити від фонових джерел.

Що саме знайшли

Завдяки гостроті зору JWST дослідники змогли розділити всі чотири скупчення на окремі зорі — це рідкісна можливість для об'єктів на відстані M82 (галактика знаходиться за межами Чумацького Шляху, у сусідній групі галактик). За діаграмами колір-величина зоряні популяції всіх чотирьох скупчень виявилися переважно старими, віком близько 10 мільярдів років.

При цьому склад скупчень неоднорідний. DSC 1 — бідне на метали ([M/H]≈-2), тоді як DSC 2, 3 і 4 краще описуються ізохронами з металічністю близько -0,8. Це означає, що об'єкти могли сформуватися за різних умов або на різних етапах історії галактики.

Дослідники виміряли розміри та інтегральну яскравість скупчень двома незалежними методами — через криву росту (сoответствие накопиченого потоку від радіуса) і через підгонку радіального профілю яскравості. Результати обох підходів узгодилися між собою, що додає впевненості вимірюванням.

Розміри скупчень становлять від 5,4 до 10,5 парсека — це помітно більше за типові кульові скупчення (2-3 парсека). За абсолютною зоряною величиною вони варіюються від -4,1 до -6,4 — приблизно на одну зоряну величину тьмяніше за раніше відомі скупчення M82. Найслабший з чотирьох об'єктів, DSC 3, є найтьмянішим кандидатом у зоряне скупчення, знайденим у цій галактиці на сьогодні.

Чому це важливо

На таких низьких яскравостях межа між зоряним скупченням і карликовою галактикою-супутником стає розмитою: обидва типи об'єктів можуть мати схожі розміри та світність, і відрізнити їх буває непросто без детальних кінематичних або хімічних даних. DSC 3 наближається до діапазону, який займають ультратьмяні компактні супутники Чумацького Шляху — об'єкти, які самі по собі є предметом дискусій про природу (чи це залишки зруйнованих карликових галактик, чи компактні зоряні скупчення).

Головний практичний висновок дослідження полягає в тому, як саме знайшли ці чотири об'єкти. Жодного спеціального автоматизованого алгоритму пошуку не застосовували — скупчення виявили просто уважним візуальним переглядом знімків. Це прямо вказує на те, що подібні тьмяні дифузні скупчення, ймовірно, систематично недопредставлені в існуючих каталогах зоряних скупчень навколишніх галактик.

Що далі

Автори роблять висновок, що архівний пошук по знімках JWST інших близьких галактик міг би виявити подібні об'єкти й у них. Оскільки такі знімки вже існують у публічних архівах для багатьох галактик групи Місцевого об'єму, повторний, більш уважний перегляд цих даних не потребує нового спостережного часу — лише ретельної роботи з уже отриманими зображеннями.