Il team ha condotto lo studio dalle Hawai'i utilizzando due osservatori Maunakea sull'isola Hawai'i-W. Osservatorio M. Keck e Canada-Francia-Hawai'i Telescope (CFHT), nonché l'Istituto di astronomia Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope e Rapid Response System) dell'Università delle Hawai'i su Haleakalā, Maui; i risultati sono stati pubblicati in una recente edizione di The Astrophysical Journal .

"UMa3/U1 si trova nella costellazione dell'Orsa Maggiore (Grande Orsa), sede dell'Orsa Maggiore. Si trova nel nostro cortile cosmico, relativamente parlando, a circa 30.000 anni luce dal sole", afferma Simon Smith, laureato in astronomia. studente presso l'Università di Victoria e autore principale dello studio. "UMa3/U1 era sfuggito al rilevamento fino ad ora a causa della sua luminosità estremamente bassa."

Le osservazioni rivelano che il sistema stellare è minuscolo, con solo circa 60 stelle che hanno più di 10 miliardi di anni e si estendono per appena 10 anni luce. UMa3/U1 ha una massa estremamente bassa:16 volte la massa del Sole, è 15 volte meno massiccia della più debole galassia nana sospettata.

UMa3/U1 è stato rilevato per la prima volta utilizzando i dati ottenuti dall'Ultraviolet Near Infrared Optical Northern Survey (UNIONS) presso CFHT e Pan-STARRS.

Il team ha poi studiato il sistema stellare in modo più dettagliato utilizzando il Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) dell'Osservatorio Keck e ha confermato che UMa3/U1 è un sistema legato gravitazionalmente, una galassia nana o un ammasso stellare.

"Ci sono così poche stelle in UMa3/U1 che ci si potrebbe ragionevolmente chiedere se si tratti solo di un raggruppamento casuale di stelle simili. Keck è stato critico nel dimostrare che non è così", afferma la coautrice Marla Geha, professoressa di astronomia e fisica all'Università di Los Angeles. Università di Yale. "Le nostre misurazioni DEIMOS mostrano chiaramente che tutte le stelle si muovono nello spazio a velocità molto simili e sembrano condividere caratteristiche chimiche simili."

"È interessante notare che una provvisoria diffusione delle velocità tra le stelle nel sistema può supportare la conclusione che UMa3/U1 è una galassia dominata dalla materia oscura, una possibilità allettante che speriamo di esaminare attentamente con ulteriori osservazioni di Keck", afferma Will Cerny, studente laureato della Yale University. , il secondo autore dello studio.

Il modo in cui queste stelle sono riuscite a rimanere un gruppo affiatato è notevole. Una possibile spiegazione è che la materia oscura potrebbe tenerli insieme.

"L'oggetto è così minuscolo che la sua sopravvivenza a lungo termine è davvero sorprendente. Ci si potrebbe aspettare che le forti forze di marea provenienti dal disco della Via Lattea abbiano ormai fatto a pezzi il sistema, senza lasciare alcun residuo osservabile", dice Cerny. "Il fatto che il sistema appaia intatto porta a due possibilità ugualmente interessanti. O UMa3/U1 è una minuscola galassia stabilizzata da grandi quantità di materia oscura, oppure è un ammasso stellare che abbiamo osservato in un momento molto speciale prima della sua imminente scomparsa. "

Con il primo scenario, ottenere la conferma diretta di UMa3/U1 come un debole, antico sistema stellare satellitare dominato dalla materia oscura sarebbe un'impresa entusiasmante perché sosterrebbe una previsione nella teoria principale sull'origine dell'universo.

Secondo il modello Lambda Cold Dark Matter (LCDM), gli scienziati ipotizzano che quando le galassie come la Via Lattea si formarono per la prima volta, crearono un'attrazione gravitazionale durante il loro processo di assemblaggio che attirò centinaia di sistemi stellari satellitari che continuano a orbitare attorno alle galassie oggi.

Uno studio complementare sulle implicazioni di UMa3/U1 sulla teoria LCDM è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal ed è disponibile in formato prestampato su arXiv server.

"Sia che le osservazioni future confermino o respingano che questo sistema contenga una grande quantità di materia oscura, siamo molto entusiasti della possibilità che questo oggetto possa essere la punta dell'iceberg, che potrebbe essere il primo esempio di una nuova classe di oggetti estremamente deboli sistemi stellari che finora sono sfuggiti al rilevamento", afferma Cerny.

La prova conclusiva della presenza o della mancanza di materia oscura in UMa3/U1 è fondamentale per determinare se il sistema stellare è una galassia nana o un ammasso stellare. Fino a quando la sua classificazione non sarà chiara, l'Orsa Maggiore III / UNIONI 1 avrà due nomi. I satelliti ultradeboli della Via Lattea prendono generalmente il nome dalla costellazione in cui sono stati scoperti (in questo caso, l'Orsa Maggiore), mentre gli ammassi stellari ultradeboli prendono generalmente il nome dal progetto di rilevamento in cui sono stati scoperti (UNIONS).

Sebbene l'identità di questo sistema stellare sia ancora ambigua, UMa3/U1 apre la strada a nuove prospettive in cosmologia.

"Questa scoperta potrebbe mettere alla prova la nostra comprensione della formazione delle galassie e forse anche la definizione di 'galassia'", afferma Smith.