|
Уже в третьей галактике отсутствует темная материя
|
|
|
|
Астрономы долгое время утверждали, что темная материя является невидимым каркасом, который удерживает галактики вместе. Без ее огромного гравитационного притяжения вращение галактик привело бы к тому, что они просто разлетелись бы в разные стороны. Но теперь ученые обнаружили цепочку галактик, в которых, похоже, полностью отсутствует темная материя. Последняя из них, известная как NGC 1052-DF9, описана в новой статье Майкла Кейма, Питера ван Доккума и их команды из Йельского университета, доступной на сервере препринтов arXiv. Это подтверждает радикальную теорию формирования галактик, известную как сценарий столкновения "карликов-пуль", которая в течение последнего десятилетия была спорной идеей.
|
|
|
|
Еще в 2018 году доктор ван Доккум и его команда опубликовали еще одну исследовательскую работу, в которой подробно описывалась ультрадиффузионная галактика NGC 1052-DF2 (DF2). Эта галактика была размером с Млечный Путь, но в ней было в 500 раз меньше звезд. Она была настолько разнесена, что сквозь нее можно было буквально видеть другие старые галактики. И это был первый намек на то, что галактики могут существовать без темной материи, удерживающей их вместе.
|
|
|
|
Открытие DF2 доказало, что темная материя является особой физической субстанцией, которую можно отделить от обычной материи. Это стало серьезным ударом по модифицированной ньютоновской динамике (MOND), которая была разработана для объяснения того, почему звезды на внешних границах галактик движутся слишком быстро. МОНД утверждает, что при чрезвычайно низких ускорениях, подобных тем, которые испытывают звезды на краю галактики, гравитация действует немного сильнее, чем ожидалось.
|
|
|
|
|
|
|
Сам MOND пытается описать закон природы, в то время как темная материя решает ту же проблему, но с помощью физической субстанции. DF2 был отличной площадкой для проверки этих двух теорий друг на друге. Согласно MOND, диффузная галактика, подобная DF2, должна была бы вызывать повышенную гравитацию, которую она предсказывает для сред с низким внутренним ускорением. Таким образом, если бы результаты MOND были верны, звезды DF2 двигались бы намного быстрее, чем учитывается их видимая масса.
|
|
|
|
Но это не то, что увидели исследователи. Они обнаружили, что движутся они медленно, что вполне объяснимо классической, неизменной ньютоновской динамикой. Таким образом, открытие DF2 стало фатальным парадоксом для MOND. Если MOND является фундаментальным законом физики, то он должен применяться ко всей материи — вы не можете позволить галактике просто "отказаться" от законов тяготения. Но "нормальная" гравитация, наблюдаемая в DF2, доказала, что "дополнительная гравитация", наблюдаемая в других галактиках, не является универсальным правилом.
|
|
|
|
Как это обычно бывает, когда в научных дискуссиях представлены новые данные, возникло много разногласий. Было опубликовано несколько работ, ставящих под сомнение расчеты расстояний до DF2, которые могли бы объяснить, почему ее звезды движутся таким образом. Но затем "Хаббл" взглянул на нее и подтвердил расстояние. Более того, доктор ван Доккум и его команда обнаружили еще одну галактику. Известная как DF4, она образует плотный линейный хвост с DF2 и обладает многими из тех же свойств.
|
|
|
|
Эта последняя статья, представляющая NGC 1052-DF9 (DF9), которая находится прямо на одной линии с "хвостом" между DF2 и DF4, подтверждает эту закономерность. На данный момент данные убедительно указывают на наличие цепочки ультрадиффузионных галактик, в которых, по-видимому, просто отсутствует темная материя. Таким образом, возникает вопрос — почему в них отсутствует темная материя?
|
|
|
|
По мнению исследовательской группы, наиболее вероятным объяснением является теория столкновения "карликов-пуль". По сути, это то, что происходит, когда две галактики сталкиваются на невероятных скоростях. След между DF2, DF4 и DF9 убедительно свидетельствует о том, что все они образовались в результате одного катастрофического события. И это событие, скорее всего, является столкновением "карликов-пуль".
|
|
|
|
Представьте себе две богатые газом карликовые галактики, несущиеся навстречу друг другу. Поскольку темная материя взаимодействует только посредством гравитации, ореолы темной материи, удерживающие эти галактики вместе, просто проходят друг сквозь друга, как призраки. Но обычная материя, которая в данном случае представляет собой гигантские газовые облака, физически сталкивается друг с другом в результате мощного столкновения. Это столкновение отделяет газ от его темной материи, вызывая мощный всплеск звездообразования и оставляя после себя цепочку галактик, полностью свободных от темной материи.
|
|
|
|
Отсутствие в DF9 темной материи, как и предсказывала теория столкновения карликов с пулей, является огромным преимуществом этой теории. Но оно может оказаться не последним. Затем команда надеется измерить кинематику четвертой или пятой галактик, хотя чем дальше они удаляются, тем слабее становятся. На данный момент DF9 является свидетельством как существования темной материи, так и экстремальных и жестоких способов, которыми Вселенная может создавать галактики.
|
|
|
|
Источник
|
