Астрономы обнаружили ещё одну галактику которая существует без тёмной материи
Астрономы подтвердили существование уже третьей известной галактики, движение которой можно объяснить без участия тёмной материи. Новый объект получил обозначение NGC 1052-DF9 и находится примерно в 67 миллионах световых лет от Земли. Открытие стало важным событием для астрофизики, поскольку современные модели формирования галактик предполагают, что именно тёмная материя играет ключевую роль в их возникновении и развитии.
Согласно существующим представлениям, галактики формируются внутри массивных скоплений тёмной материи, которые служат своеобразным гравитационным каркасом. Благодаря этому каркасу обычное вещество — газ, пыль и звёзды — собирается в крупные структуры. Поэтому обнаружение галактик, которые, по всей видимости, практически лишены тёмной материи, ставит перед учёными серьёзные вопросы.
NGC 1052-DF9 стала уже третьей подобной галактикой. Ранее исследователи обнаружили объекты NGC 1052-DF2 и NGC 1052-DF4, которые также демонстрировали необычное поведение. Все три галактики входят в одну и ту же цепочку галактик, вытянутую в пространстве в виде узкой линейной структуры. Их расположение напоминает драгоценные камни, нанизанные на нить.
Руководитель исследования, астрофизик Майкл Кейм из Йельского университета, отметил, что практически все известные галактики во Вселенной находятся под сильным влиянием тёмной материи. Однако DF2, DF4 и теперь DF9 представляют собой редкие исключения. По его словам, новые данные являются одними из наиболее убедительных доказательств того, что эти объекты могли образоваться в результате единого чрезвычайно мощного события, которое каким-то образом отделило обычное вещество от тёмной материи.
Тёмная материя остаётся одной из самых больших загадок современной науки. Несмотря на то что её невозможно наблюдать напрямую, учёные уверены в её существовании благодаря гравитационным эффектам. После учёта всей обычной материи во Вселенной — звёзд, планет, межзвёздного газа, пыли, чёрных дыр и галактик — оказывается, что наблюдаемой массы недостаточно для объяснения реальной силы гравитации. Неизвестное вещество, которое создаёт дополнительное гравитационное воздействие, получило название тёмной материи. По оценкам специалистов, её масса примерно в пять раз превышает массу обычного вещества.
Поскольку большинство галактик окружено огромными гало тёмной материи, включая и наш Млечный Путь, учёные считают её важнейшим элементом процессов галактического формирования. Именно поэтому публикация 2018 года под руководством астрофизика Питера ван Доккума вызвала большой резонанс. Тогда исследователи сообщили, что галактика DF2 содержит значительно меньше тёмной материи, чем должна согласно существующим теориям.
Уже в 2019 году та же научная группа представила ещё более неожиданное открытие. Была найдена галактика DF4, обладающая теми же необычными свойствами. Поскольку оба объекта находились в одной области космоса, вероятность случайного совпадения заметно снизилась.
В 2022 году учёные сообщили, что DF2 и DF4 являются частью цепочки примерно из дюжины слабых галактик, расположенных почти на одной линии. Затем в 2025 году было показано, что все объекты этой структуры движутся через космическое пространство согласованным образом, что указывает на их общее происхождение.
Исходя из этих данных, исследователи предположили, что если две галактики в цепочке практически лишены тёмной материи, то и другие участники структуры могут обладать аналогичными характеристиками. Среди всех объектов именно DF9 оказалась наиболее похожей на DF2 и DF4 по размерам, яркости и количеству звёздных скоплений, что сделало её идеальным кандидатом для проверки гипотезы.
Проведённые наблюдения подтвердили ожидания учёных. Анализ движения звёзд в NGC 1052-DF9 показал, что её динамика также может быть объяснена без значительного вклада тёмной материи.
По словам Майкла Кейма, ранее астрономы никогда не наблюдали целую цепочку галактик, лишённых тёмной материи. Он подчеркнул, что открытие предоставляет одни из самых весомых доказательств существования ранее неизвестного экстремального процесса формирования галактик и одновременно открывает новое окно для изучения природы самой тёмной материи.
Хотя точный механизм возникновения таких объектов пока не установлен, исследователи считают наиболее вероятным сценарием так называемое столкновение карликовых галактик по типу «пули». Согласно этой гипотезе, две карликовые галактики могли столкнуться практически лоб в лоб. Звёзды в таких условиях в основном проходят друг мимо друга из-за огромных расстояний между ними. Предполагается, что тёмная материя ведёт себя схожим образом, поэтому её гало также проходят сквозь область столкновения.
Иначе ведёт себя межзвёздный газ. Газовые облака сталкиваются напрямую, теряют скорость и остаются в месте удара, тогда как звёзды и тёмная материя продолжают движение дальше. В результате может возникнуть область, богатая обычным веществом, но бедная тёмной материей.
Компьютерное моделирование показало, что такой газ способен впоследствии сжиматься, образовывать новые звёзды и формировать небольшие галактики, практически лишённые тёмной материи. Именно этот механизм, по мнению авторов работы, может объяснить происхождение DF2, DF4 и DF9.
Исследователи считают, что дальнейшее изучение необычной цепочки галактик поможет получить новые сведения о природе тёмной материи. Питер ван Доккум отметил, что результаты работы служат серьёзным аргументом в пользу того, что тёмная материя представляет собой реальную физическую субстанцию, а не является следствием альтернативных теорий гравитации. Особенно важным это является для карликовых галактик, где подобные теории традиционно вызывают наиболее оживлённые дискуссии среди специалистов.
Исследование в журнале The Astrophysical Journal.