یک خوشه‌ی مرموز متشکل از ۶۰ ستاره ممکن است تنها یک خوشه‌ی ستاره‌ای دیگر در راه‌شیری باشد — یا شاید یکی از کوچک‌ترین کهکشان‌هایی باشد که تاکنون دیده شده‌اند.
به نظر ساده می‌آید، نه؟ کهکشان مجموعه‌ای بزرگ از میلیون‌ها یا میلیاردها ستاره است، در حالی که یک خوشه‌ی ستاره‌ای تنها چند هزار ستاره دارد. خب، اگر این‌طور فکر می‌کنید، بهتر است به دنبال دکترای اخترشناسی نباشید! واقعیت این است که مرز بین یک کهکشان و یک خوشه‌ی ستاره‌ای همیشه آن‌قدرها هم واضح نیست. نمونه‌ی بارز آن، UMa3/U1 است.
تشخیص کهکشان‌هایی مثل آندرومدا یا راه‌شیری آسان است: آن‌ها بزرگ‌اند، از نظر گرانشی به هم پیوسته‌اند و ماده‌ی تاریک بخش عمده‌ای از جرم آن‌ها را تشکیل می‌دهد. از طرف دیگر، خوشه‌های ستاره‌ای مانند خوشه‌ی پروین (ثریا) نیز به‌وضوح مشخص‌اند: مجموعه‌های نسبتاً آزاد از ستارگان، بدون حضور ماده‌ی تاریک. اما وقتی نوبت به گونه‌ای از کهکشان‌های کوتوله‌ی بسیار کم‌نور می‌رسد — که به آن‌ها UFD یا Ultra-Faint Dwarfs گفته می‌شود — مرز میان کهکشان و خوشه‌ی ستاره‌ای تار و مبهم می‌شود.
UFDها به‌شدت تحت سلطه‌ی ماده‌ی تاریک‌اند. مثلاً حدود ۸۵٪ جرم کهکشان راه‌شیری از ماده‌ی تاریک تشکیل شده، اما در کهکشان‌های کوتوله‌ی فوق‌العاده کم‌نور، این نسبت می‌تواند تا هزار برابر بیشتر از ماده‌ی درخشان باشد. به همین دلیل است که این نوع کهکشان‌ها بسیار کم‌نور هستند. از آنجا که بسیاری از UFDها برخی از کهن‌ترین ستارگان عالم را در خود دارند، اخترشناسان علاقه‌ی زیادی به مطالعه‌ی آن‌ها دارند تا سرنخ‌هایی درباره‌ی منشأ کهکشان‌ها به دست آورند — و این ما را به UMa3/U1 می‌رساند.
حتی نام این جرم نیز نشان می‌دهد که با ابهامی روبه‌رو هستیم. اگر این جرم واقعاً یک کهکشان کوتوله باشد، باید نام آن خرس بزرگ III (Ursa Major III) باشد، چون در صورت‌فلکی خرس بزرگ قرار دارد. اما اگر تنها یک خوشه‌ی ستاره‌ای بسیار کهن باشد، باید با نام UNIONS 1 شناخته شود، چون در پیمایش UNIONS (بررسی نور فرابنفش تا فروسرخ در نیم‌کره‌ی شمالی) کشف شده است. اگر یک کهکشان باشد، کوچک‌ترین و پرماده‌تاریک‌ترین کهکشانی است که تاکنون کشف شده؛ اگر یک خوشه‌ی ستاره‌ای باشد، با عمری حدود ۱۱ میلیارد سال، کهن‌ترین خوشه‌ی شناخته‌شده خواهد بود.
UMa3/U1 بسیار کوچک است. تنها ۲۰ سال نوری قطر دارد، حدود ۶۰ ستاره را در خود جای داده و جرم مرئی آن تنها برابر با ۱۶ خورشید است. برای مقایسه، خوشه‌ی پروین قطری مشابه دارد، اما شامل بیش از ۱۰۰۰ ستاره با مجموع جرمی حدود ۸۰۰ برابر خورشید است. پرسش اصلی درباره‌ی UMa3/U1 این است که آیا ماده‌ی تاریک بر آن غالب است یا نه.
در مطالعه‌ای تازه، گروه پژوهشی چندین آزمون برای تشخیص کهکشان بودن یا خوشه بودن این جرم انجام داد. نخست، دینامیک حرکت ستارگان مرئی را بررسی کردند، فرض بر آن بود که با یک خوشه روبه‌رو هستیم. آن‌ها شبیه‌سازی کردند که چقدر طول می‌کشد تا ستارگان بر اثر فرآیندی به نام تبخیر گرانشی از سیستم جدا شوند. نتایج نشان داد که خوشه می‌تواند برای ۲ تا ۳ میلیارد سال دیگر هم باقی بماند، که نسبت خوبی از عمر ۱۱ میلیارد ساله‌ی آن است و نشان می‌دهد ممکن است واقعاً یک خوشه‌ی پایدار باشد.
آزمون دوم، بررسی تابع جرم بود — یعنی نحوه‌ی توزیع جرم در فواصل مختلف از مرکز. اگر این جرم یک خوشه باشد، جرم باید به‌صورت یکنواخت‌تری توزیع شده باشد؛ اما اگر کهکشان باشد، ستارگان باید بیشتر به سمت مرکز متمرکز باشند. در اینجا داده‌ها نتیجه‌ی قطعی نمی‌دهند. توزیع ستارگان مرئی تا حد خوبی با مدل خوشه سازگار است، اما اگر کهکشان باشد، مرکز آن احتمالاً شامل کوتوله‌های سفید و ستارگان نوترونی خواهد بود که بسیار کم‌نورتر از آن‌اند که با ابزارهای کنونی دیده شوند.
در مجموع، شواهد فعلاً به این سمت گرایش دارند که UMa3/U1 یک خوشه‌ی ستاره‌ای است. اما پژوهشگران می‌گویند برای نتیجه‌گیری قطعی، مشاهدات بیشتری از سایر کهکشان‌های کوتوله‌ی کم‌نور مورد نیاز است. خوشبختانه، تلسکوپ‌های آینده مانند رصدخانه‌ی ورا روبین، در آینده کهکشان‌های کم‌نور بیشتری را کشف خواهند کرد.
مطالعه‌ی جرم آسمانی UMa3/U1 نشان‌دهنده‌ی چالش‌های موجود در تمایز میان خوشه‌های ستاره‌ای و کهکشان‌های کوتوله بسیار کم‌نور (Ultra-Faint Dwarfs) است. این جرم با تنها حدود ۶۰ ستاره، قطر ۲۰ سال نوری و جرم مرئی معادل ۱۶ جرم خورشیدی، در مرز تعاریف اخترشناسی قرار دارد. تحلیل‌های دینامیکی و بررسی تابع جرم نشان می‌دهد که این جرم، احتمالاً یک خوشه‌ی ستاره‌ای پایدار و بسیار کهن با قدمتی در حدود ۱۱ میلیارد سال است. با این حال، نبود داده‌های دقیق درباره‌ی حضور یا عدم حضور ماده تاریک در این جرم، مانع از یک نتیجه‌گیری قطعی می‌شود.
در صورت تأیید خوشه‌ای بودن UMa3/U1، این جرم می‌تواند کهن‌ترین خوشه‌ی ستاره‌ای کشف‌شده باشد و در صورت کهکشان بودن، کوچک‌ترین و پرماده‌تاریک‌ترین کهکشان شناخته‌شده تاکنون خواهد بود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که درک ما از ساختارهای کهکشانی در مقیاس‌های کوچک هنوز کامل نیست و نیازمند داده‌های دقیق‌تر از تلسکوپ‌های نسل جدید مانند رصدخانه‌ی ورا روبین است. این رصدها می‌توانند در آینده به کشف و طبقه‌بندی بهتر چنین اجرام مرزی کمک شایانی کنند و افق‌های جدیدی در فهم منشأ و تحول کهکشان‌ها بگشایند.
