Астрономы обнаружили загадочную нехватку массы в центрах молодых галактик
Впервые объединив данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» и радиообсерватории ALMA, международная команда астрономов изучила галактики эпохи «космического полудня» — периода около 10 миллиардов лет назад, когда звездообразование во Вселенной достигло пика. Исследование, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, выявило загадочное отсутствие массы в центральных областях молодых галактик, что указывает на наличие в их ядрах скрытых компонентов, которые современные модели не могут полностью объяснить. Ученые сфокусировались на трех далеких дисковых галактиках (ID1, ID3 и ID13), чье упорядоченное вращение позволяет точно измерить распределение массы. Инфракрасные снимки «Джеймса Уэбба» показали распределение старых звезд, в то время как ALMA предоставила детальные карты вращения холодного газа — идеального индикатора гравитационного поля. Совместив эти данные, астрономы смоделировали распределение массы, включая звезды, газ и темную материю.
Модели хорошо воспроизвели кривые вращения во внешних областях галактик, однако в их центральных частях предсказанная скорость вращения оказалась систематически ниже реально наблюдаемой. Это означает, что в ядрах галактик присутствует дополнительная, неучтенная масса. Для объяснения этого феномена исследователи рассмотрели несколько консервативных гипотез. Возможно, центральные звездные балджи состоят из очень старых и тусклых звезд, обладающих высокой массой при малой светимости, или же они сильно затемнены пылью, что скрывает их истинную яркость и массу. Еще одним кандидатом являются сверхмассивные черные дыры необычно большой массы, способные ускорять вращение газа вокруг себя. Также не исключено, что темная материя в этих молодых галактиках распределена более концентрированно, чем предсказывает стандартная модель.
Это открытие имеет важные последствия для изучения темной материи. Работа демонстрирует, что даже с лучшими современными инструментами крайне сложно однозначно определить ее распределение, пока остаются значительные неопределенности в свойствах видимых компонентов галактик. Авторы , что стандартные модели темной материи без дополнительных модификаций могут объяснить наблюдения, если правильно учесть вклад звезд и газа. Таким образом, исследование не только обозначило новую астрофизическую загадку, но и задало новый методический стандарт, объединив возможности «Джеймса Уэбба» и ALMA. Для ее решения потребуются наблюдения с более высоким разрешением и изучение большей выборки галактик, что станет задачей будущих проектов, таких как CONDOR.