Выберите регион

Смотрим на

Появились новые весомые доказательства существования галактик без тёмной материи

  • Тёмная материя — форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению.
    Тёмная материя — форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению.
  • Галактика AGC 114905. Излучение звёзд галактики показано синим цветом. Зелёные облака обозначают нейтральный водород.
    Галактика AGC 114905. Излучение звёзд галактики показано синим цветом. Зелёные облака обозначают нейтральный водород.
  • Тёмная материя — форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению.
  • Галактика AGC 114905. Излучение звёзд галактики показано синим цветом. Зелёные облака обозначают нейтральный водород.

Астрономы обнаружили ряд галактик, чей состав никак не согласовывается с существующими представлениями об устройстве Вселенной. Таких галактик либо не должно быть, либо расчёты учёных должны быть ошибочны. Также новое исследование укрепило учёных в мысли, что тёмная материя не является необходимым элементом галактик.

Международная группа астрономов во главе с исследователями из Нидерландов не нашла никаких следов темной материи в галактике AGC 114905. И это несмотря на то, что учёные в течение 40 часов проводили её подробные измерения с помощью современных телескопов.

Результаты этой работы будут представлены в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а в данный момент они доступны в формате препринта научной статьи.

Когда Павел Манчера Пинья (Pavel Mancera Piña) и его коллеги из Университета Гронингена открыли шесть галактик без признаков тёмной материи, коллеги предложили им провести повторное исследование, в ходе которого тёмная материя обязательно должна была найтись.

Поясним, что, согласно современным представлениям большинства астрономов, тёмная материя является обязательной составляющей всех галактик.

Однако после 40 часов подробных наблюдений с использованием Сверхбольшой Антенной Решётки (VLA), расположенной в штате Нью-Мексико, доказательств в пользу того, что существуют галактики, свободные от тёмной материи, напротив, стало только больше.

Одна из изученных галактик, AGC 114905, находится на расстоянии 250 миллионов световых лет от Земли. Она классифицируется как ультрадиффузная карликовая галактика, хотя её "карликовость" связана с низкой светимостью, а не маленьким размером. Определение "ультрадиффузная" означает, что вещество в ней распределено не слишком плотно: эта галактика размером с наш Млечный Путь, но в ней в тысячу раз меньше звёзд.

Что же удерживает эти светила вместе? В научном сообществе преобладает мнение, что все галактики, включая ультрадиффузные карликовые галактики, могут существовать лишь в том случае, если их "внутренности" скрепляет тёмная материя.

40 часов наблюдений в период с июля по октябрь 2020 года позволили исследователям собрать данные о вращении газа в AGC 114905.

Затем они построили график, на котором по оси Х отмерялось расстояние облаков газа от центра галактики, а по оси Y – скорость вращения газа. Это стандартный способ обнаружения "недостающей" тёмной материи, которую невозможно увидеть в телескопы. Но график показал, что движение газа в AGC 114905 полностью зависит от обычного видимого вещества.

"Это, конечно, то, что мы предполагали и на что рассчитывали, потому что это подтверждает наши предыдущие измерения, – отметил Павел Манчера Пинья. – Но теперь проблема заключается в том, что теория утверждает, что в AGC 114905 должна быть тёмная материя, а наши наблюдения говорят, что её там нет. Фактически разница между теорией и наблюдениями только увеличилась".

В своей научной публикации исследователи перечисляют возможные объяснения отсутствия тёмной материи в этой галактике. Например, AGC 114905 могла быть лишена тёмной материи большими близлежащими галактиками. Правда, загвоздка в том, что поблизости от AGC 114905 подобных галактик нет.

По мнению исследователей, существует ещё одно возможное объяснение наблюдаемого результата, которое может изменить их выводы. На результат влияет представление о наклонении орбиты наблюдаемой галактики, а в данном случае у учёных нет полной уверенности в том, что наклонение было определено достаточно точно.

Галактика AGC 114905. Излучение звёзд галактики показано синим цветом. Зелёные облака обозначают нейтральный водород.

Это одна из причин, по которой исследователи сейчас подробно изучают другую ультрадиффузную карликовую галактику (с иным наклонением орбиты). Если они не найдут никаких следов тёмной материи и в этой системе, это ещё больше укрепит учёных во мнении, что во Вселенной вполне могут существовать галактики, бедные или полностью лишённые тёмной материи. Хотя это, по-прежнему, будут весьма экзотические экземпляры.

К слову, исследование Манчера Пиньи и его коллег — не единственное в своём роде. К примеру, ранее исследователи, работавшие под руководством Питера ван Доккума (Pieter van Dokkum) из Йельского университета, обнаружили галактику, в которой почти не было тёмной материи. Однако авторы нынешней работы полагают, что их методы и измерения точнее и более надёжны.

Ранее мы сообщали о том, что новый метод изучения тёмной материи показал, что она бывает горячей. Писали мы и о том, как странное движение галактик заставило астрономов засомневаться в стандартной модели тёмной материи.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Читайте также

Видео по теме