El equipo realizó el estudio desde Hawai utilizando dos observatorios Maunakea en la isla de Hawai:W. Observatorio M. Keck y Telescopio Canadá-Francia-Hawái (CFHT), así como el Instituto de Astronomía Pan-STARRS (Telescopio de reconocimiento panorámico y sistema de respuesta rápida) de la Universidad de Hawai'i en Haleakalā, Maui; Los hallazgos se publican en una edición reciente de The Astrophysical Journal. .

"UMa3/U1 se encuentra en la constelación de la Osa Mayor (Osa Mayor), hogar de la Osa Mayor. Está en nuestro patio trasero cósmico, relativamente hablando, a unos 30.000 años luz del sol", dice Simon Smith, licenciado en astronomía. Estudiante de la Universidad de Victoria y autor principal del estudio. "UMa3/U1 no había sido detectado hasta ahora debido a su luminosidad extremadamente baja."

Las observaciones revelan que el sistema estelar es pequeño, con sólo unas 60 estrellas que tienen más de 10 mil millones de años y que abarcan sólo 10 años luz de diámetro. UMa3/U1 tiene una masa extremadamente baja:16 veces la masa del Sol, es 15 veces menos masiva que la galaxia enana más débil que se sospecha.

UMa3/U1 se detectó por primera vez utilizando datos obtenidos del Encuesta Óptica del Norte en el Infrarrojo Cercano Ultravioleta (UNIONS) en CFHT y Pan-STARRS.

Luego, el equipo estudió el sistema estelar con mayor detalle utilizando el espectrógrafo multiobjeto de imágenes profundas (DEIMOS) del Observatorio Keck y confirmó que UMa3/U1 es un sistema ligado gravitacionalmente, ya sea una galaxia enana o un cúmulo de estrellas.

"Hay tan pocas estrellas en UMa3/U1 que uno podría preguntarse razonablemente si se trata simplemente de una agrupación casual de estrellas similares. Keck fue fundamental al demostrar que este no es el caso", dice la coautora Marla Geha, profesora de astronomía y física en Universidad de Yale. "Nuestras mediciones DEIMOS muestran claramente que todas las estrellas se mueven a través del espacio a velocidades muy similares y parecen compartir químicas similares".

"Curiosamente, una variación tentativa de las velocidades entre las estrellas del sistema puede respaldar la conclusión de que UMa3/U1 es una galaxia dominada por la materia oscura, una posibilidad tentadora que esperamos examinar con más observaciones de Keck", dice Will Cerny, estudiante graduado de la Universidad de Yale. , el segundo autor del estudio.

Es notable cómo estas estrellas han logrado mantenerse como un grupo muy unido. Una posible explicación es que la materia oscura puede estar manteniéndolos unidos.

"El objeto es tan endeble que su supervivencia a largo plazo es muy sorprendente. Se podría haber esperado que las duras fuerzas de marea del disco de la Vía Láctea ya hubieran destrozado el sistema, sin dejar ningún remanente observable", dice Cerny. "El hecho de que el sistema parezca intacto conduce a dos posibilidades igualmente interesantes. O UMa3/U1 es una pequeña galaxia estabilizada por grandes cantidades de materia oscura, o es un cúmulo de estrellas que hemos observado en un momento muy especial antes de su inminente desaparición. "

Con el primer escenario, lograr la confirmación directa de UMa3/U1 como un sistema estelar satélite antiguo, débil y dominado por materia oscura sería una hazaña emocionante porque respaldaría una predicción de la teoría principal sobre el origen del universo.

Bajo el modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM), los científicos plantean la hipótesis de que cuando galaxias como la Vía Láctea se formaron por primera vez, crearon una atracción gravitacional durante su proceso de ensamblaje que atrajo a cientos de sistemas estelares satélites que continúan orbitando galaxias en la actualidad.

Un estudio complementario sobre las implicaciones de UMa3/U1 en la teoría LCDM ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. y está disponible en formato preimpreso en arXiv servidor.

"Ya sea que las observaciones futuras confirmen o rechacen que este sistema contiene una gran cantidad de materia oscura, estamos muy entusiasmados con la posibilidad de que este objeto pueda ser la punta del iceberg, que pueda ser el primer ejemplo de una nueva clase de materia oscura extremadamente sistemas estelares débiles que han eludido la detección hasta ahora", afirma Cerny.

La evidencia concluyente de la presencia o falta de materia oscura en UMa3/U1 es clave para determinar si el sistema estelar es una galaxia enana o un cúmulo de estrellas. Hasta que quede clara su clasificación, Ursa Major III / UNIONS 1 tiene dos nombres. Los satélites ultra débiles de la Vía Láctea generalmente reciben el nombre de la constelación en la que se descubren (en este caso, la Osa Mayor), mientras que los cúmulos de estrellas ultra débiles generalmente reciben el nombre del proyecto de estudio en el que fueron descubiertos (UNIONS).

Si bien la identidad de este sistema estelar aún es ambigua, UMa3/U1 allana el camino para nuevas perspectivas en cosmología.

"Este descubrimiento puede desafiar nuestra comprensión de la formación de galaxias y tal vez incluso la definición de 'galaxia'", dice Smith.