Астрофизика

Загадка странной галактики, состоящей на 99,9% из темной материи, решена

Несколько лет назад астрономы объявили об открытии галактики, почти полностью состоящей из темной материи. Многие исследователи были тогда удивлены, поскольку такой объект не соответствует нашим нынешним моделям образования и эволюции галактик. Новое исследование полностью опровергает эти наблюдения.

Идея темной материи начала зарождаться в 1970-х годах. Подводя итог, мы знаем, что скорость, с которой звезда должна двигаться, чтобы оставаться на своей орбите, зависит от силы тяжести, которая притягивает ее к центру своей галактики, и, следовательно, от массы этой звезды. Сосредоточив внимание на скоростях нескольких звезд Млечного Пути, астроном Вера Рубин в то время заметила, что количества вещества, необходимого для удержания этих звезд на их орбите, было очень недостаточно.

Другими словами, простое присутствие газа и пыли, барионной материи, или "нормальной", не может объяснить движение звезд. Поэтому мы предположили наличие другой формы материи, невидимой, способной объяснить эти движения. Для информации, по сегодняшним оценкам, эта знаменитая «темная материя» составляет около 26,8% Вселенной против всего 4,9% для нормальной материи. Остальное - темная энергия.

На протяжении многих лет астрономы продолжали измерять количество темной материи вокруг галактик и обнаружили, что она в 10–300 раз превышает количество видимой материи. Однако четыре года назад открытие очень рассеянного объекта под названием Dragonfly 44 изменило эту точку зрения. Вы найдете его в скопление Волос Вероники Кома (другие названия: Скопление Кома, Abell 1656), скоплении из нескольких тысяч галактик.

Странная "черная" галактика

С самого начала Dragonfly 44 удивила всех, потому что в ней было почти столько же темной материи, сколько в Млечном Пути, или эквивалент миллиарда солнечных масс.

Однако вместо того, чтобы содержать несколько сотен миллиардов звезд, таких как Млечный Путь, Dragonfly 44 имеет всего сто миллионов, или в тысячу раз меньше. Это означает, что количество темной материи в десять тысяч раз больше, чем ее звезд. То есть их было много, слишком много.

Удивленные этим открытием, астрономы умножили свои усилия, чтобы попытаться понять эти наблюдения. Были ли они на самом деле настоящими?

Галактика Dragonfly 44, в 10 000 световых лет от Земли.

Галактика не такая уж "уникальная"

Чтобы попытаться выяснить это, исследователи из Института Каптейна в Университете Гронингена (Нидерланды) сосредоточились на изучении её шаровых скоплений.

Общее количество скоплений фактически связано с общей массой галактики. Таким образом, измеряя количество этих скоплений и зная количество звезд, содержащихся в галактике, вы можете определить количество темной материи, содержащейся внутри.

В рамках этой работы астрономы в конечном итоге обнаружили, что общее количество шаровых скоплений вокруг Dragonfly 44 было сильно завышено. Выделили только двадцать против восьмидесяти несколько лет назад. Следовательно, содержание темной материи на самом деле намного ниже, чем предполагалось ранее (всего в 300 раз больше, чем в светящейся материи).

Таким образом, Dragonfly 44 не уникален. "Фактически, с количеством шаровых скоплений, которое мы обнаружили, количество темной материи в Dragonfly 44 соответствует тому, что ожидается для этого типа галактик", - говорит Игнасио Трухильо, ведущий автор исследования. "Соотношение видимой материи к темной материи больше не 1 из 10 000, а 1 из 3000".

"Dragonfly 44 все эти годы был аномалией, которую нельзя было объяснить с помощью существующих моделей формирования галактик", - добавляет Теймур Сайфоллахи, соавтор статьи. "Теперь мы знаем, что предыдущие результаты были ошибочными и что DF44 не является выдающимся. Пора двигаться дальше".

Подробная информация об этой работе опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества (MNRAS).

Back to top button