Відсутність темної матерії в масивній галактиці спантеличила астрофізиків

Дослідники виявили перше свідчення існування масивної галактики без темної матерії. Отриманий результат кидає виклик поточній стандартній моделі космології.

Про це розповідають в Інституті астрофізики Канарських островів (IAC), передають OstanniPodii.com.

Міжнародне дослідження проведено під керівництвом IAC та Університету Ла-Лагуни (ULL); його результати опубліковано у спеціалізованому журналі Astronomy and Astrophysics (серед співавторів вказано Ігоря Зінченка з Головної астрономічної обсерваторії НАН України).

Група вчених встановила, що галактика NGC 1277 не містить темної матерії. Уперше масивна галактика (її маса у кілька разів перевищує масу Чумацького Шляху) не показує ознак цього невидимого компонента Всесвіту. "Цей результат не узгоджується з прийнятими зараз космологічними моделями, що включають темну матерію", - пояснює Себастьєн Комерон з IAC, перший автор дослідження.

В поточній стандартній моделі космології масивні галактики містять значні кількості темної матерії -- типу речовини, яка не взаємодіє так само як звичайна матерія; єдиним доказом її існування є сильне гравітаційне тяжіння, яке вона чинить на зорі та газ, що знаходяться поблизу, і цю взаємодію можна спостерігати.

NGC 1277 вважається прототипом "реліктової галактики", тобто галактики, яка не мала взаємодій зі своїми сусідами. Галактики такого типу зустрічаються дуже рідко та вважаються залишками гігантських галактик, що утворилися на світанку існування Всесвіту.

"Важливість реліктових галактик у розумінні того, як формувалися перші галактики, стала причиною, що ми вирішили спостерігати NGC 1277 за допомогою спектрографа інтегрального поля ", - пояснює Комерон. "На основі спектрів ми побудували кінематичні карти, які дозволили нам визначити розподіл маси всередині галактики в радіусі близько 20 000 світлових років", - додає він.

Новини за подібною темою:

		"Вебб" виявив, що чорні діри швидко зупиняють зореутворення у масивних галактиках
		Вебб зондує галактику з екстремальним спалахом зореутворення
		Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему

Команда виявила, що розподіл маси в NGC 1277 -- це просто розподіл зірок, і на підставі цього зробила висновок, що в межах спостережуваного радіуса не може бути понад 5% темної матерії, хоча спостереження узгоджуються з повною відсутністю цього компонента.

Однак сучасні космологічні моделі передбачають, що галактика з масою NGC 1277 повинна мати не менше 10 % своєї маси у формі темної матерії, максимум - 70 % у цій формі. "Ця невідповідність між спостереженнями та тим, що ми могли б очікувати, є загадкою і, можливо, навіть викликом для стандартної моделі", - зазначає Ігнасіо Трухільо, науковий співробітник IAC і ULL, який брав участь у дослідженні.

В опублікованій роботі запропоновано два можливих пояснення відсутності темної матерії в NGC 1277.

"Одне з них в тому, що гравітаційна взаємодія з навколишнім середовищем усередині галактичного скупчення, у якому перебуває ця галактика, позбавила її темної матерії", - коментує Анна Ферре-Матеу, наукова співробітниця IAC і ULL, яка також брала участь у дослідженні. "Інший варіант -- темна матерія була витіснена із системи під час формування галактики у результаті злиття протогалактичних фрагментів, що й призвело до появи реліктової галактики".

Авторів дослідження не влаштовує жодне з цих пояснень, "тому загадка про те, як масивна галактика може утворитися без темної матерії, залишається загадкою", - наполягає Комерон.

Для продовження вивчення цієї загадки команда планує провести подальші спостереження за допомогою нового багатооб′єктного спектрографа WEAVE на 4,2-метровому телескопі Вільяма Гершеля (WHT) в обсерваторії Роке-де-лос-Мучачос, що на канарському острові Ла-Пальма.

Якщо цей результат -- відсутність темної матерії в NGC 1277 -- підтвердиться, то це поставить під сильний сумнів альтернативні моделі темної матерії, а саме теорії, в яких гравітація модифікована та більша частина гравітаційного тяжіння всередині галактик зумовлена невеликою зміною закону гравітації на великих масштабах. "Хоча темна матерія в конкретній галактиці може бути втрачена, модифікований закон гравітації має бути універсальним, він не може мати винятків, тож галактика без темної матерії є спростуванням такого роду альтернатив темної матерії", - зазначає Трухільо.

• Галактики
• Темна матерія