Обзор карликовых галактик Pristine: найдены сотни экстремально бедных металлом звезд в спутниках Млечного Пути

Международная группа астрономов представила результаты седьмого этапа обзора Pristine Dwarf Galaxy Survey, посвященного изучению сверхтусклых карликовых галактик-спутников Млечного Пути. В работе, опубликованной в архиве препринтов arXiv, ученые охарактеризовали распределение металлов в 12 таких системах, используя глубокую фотометрию в узкополосном фильтре CaHK в сочетании с широкополосными данными.

Из-за слабой яркости звезд в ультратусклых карликах спектроскопические исследования обычно ограничены небольшими выборками. В новом исследовании применен фотометрический подход, позволивший измерить содержание металлов для гораздо большего числа объектов. Астрономы объединили данные обзора Pristine с g- и r-фотометрией из каталогов Pan-STARRS1 и работ Муньоса и соавторов, охватив каждую галактику на расстоянии до 5–8 ее полурадиусов.

На основе пространственной, фотометрической, астрометрической и спектроскопической информации исследователи определили вероятных членов системы и уточнили их принадлежность с помощью полученных фотометрических металличностей. В итоге было выявлено 3917 звезд, более чем вдвое превышающих число, известное по предыдущим спектроскопическим обзорам. Это позволило впервые получить надежные средние металличности и дисперсии для большинства изученных галактик.

Особое внимание уделено поиску экстремально бедных металлом (EMP) звезд — объектов с содержанием железа менее 1/1000 от солнечного. Всего обнаружено 170 таких кандидатов, распределенных по всем 12 системам. Это открытие может помочь в понимании ранних этапов химической эволюции галактик и формирования первых звезд.

Кроме того, анализ показал отклонение от линейной зависимости светимости от металличности в ультратусклом режиме: системы группируются вокруг значения [Fe/H] около –2.3 dex. Ученые также исследовали наличие градиентов металличности: в массивных карликах обнаружены четкие радиальные изменения, тогда как в ультратусклых карликах в пределах 2.5 полурадиусов градиенты отсутствуют.

Авторы подчеркивают, что фотометрический подход, разработанный в рамках обзора Pristine, станет эффективным дополнением к будущим спектроскопическим программам, таким как WEAVE или 4MOST. Результаты работы помогут уточнить модели формирования и эволюции самых маленьких галактик во Вселенной и их вклад в историю звездообразования Млечного Пути.