Вчені з′ясували, як галактики можуть існувати без темної матерії

У новому дослідженні пропонується пояснення, чому крихітні галактики можуть бути без темної матерії: коли вони стикаються з більшими, більші галактики можуть позбавити менших їхньої темної матерії.

Про це розповідають в Каліфорнійському університеті в Ірвіні, передають OstanniPodii.com.

Дослідження, проведене міжнародною групою, було опубліковано в журналі Nature Astronomy.

Темна матерія — матерія, яку ми не можемо бачити безпосередньо, але вона, на думку астрофізиків, повинна існувати, тому що без її гравітаційного впливу неможливо пояснити такі речі, як рух зірок у галактиках.

У 2018 році астрофізики Шені Даніелі та Пітер ван Доккум з Принстонського та Єльського університетів побачили дві галактики, які, як здавалося, існували без більшої частини своєї темної матерії.

«Ми очікували великих часток темної матерії», — сказала Даніелі, яка є співавторкою останнього дослідження. «Це було досить несподівано і, чесно кажучи, велика вдача».

Щаслива знахідка, про яку ван Доккум і Даніелі повідомили у статті Nature у 2018 році та в статті Astrophysical Journal Letters у 2020 році, спантеличила парадигму «галактики потребують темної матерії», потенційно перевернувши те, що астрофізики звикли вважати стандартною моделлю функціонування галактик.

«Протягом останніх 40 років було встановлено, що галактики мають темну матерію», — каже Хорхе Морено, професор астрономії Коледжу Помона та провідний автор нової роботи. «Зокрема, галактики з малою масою, як правило, мають тенденцію до значно вищої частки темної матерії, що робить відкриття Даніелі досить несподіваним. Для багатьох з нас це означало, що наше поточне розуміння того, як темна матерія сприяє зростанню галактик, потребує термінового перегляду».

Команда запустила комп’ютерні моделі, в яких симулювалася еволюція частини Всесвіту — розміром приблизно 60 мільйонів світлових років — починаючи невдовзі після Великого вибуху та закінчуючи сьогоденням.

Команда виявила сім галактик, позбавлених темної матерії. Після кількох зіткнень із сусідніми галактиками, у 1000 разів більш масивними, вони були позбавлені більшої частини матеріалу, не облишивши нічого, крім зірок та залишків темної матерії.

«Це була чиста випадковість», — каже Морено. «У той момент, коли я зробив перші зображення, я одразу поділився ними з Даніелі та запросив її до співпраці».

Новини за подібною темою:

		Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик
		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик
		В далекому космосі виявлено дивну галактику

Роберт Фельдманн, професор Цюрихського університету, який розробив нову симуляцію, сказав, що «ця теоретична робота показує, що галактики з дефіцитом темної матерії мають бути дуже поширеними, особливо поблизу масивних галактик».

Модель не була побудована лише для того, щоб створювати галактики без темної матерії, зазначив астрофізик, всесвітньо відомий експерт з галактик малої маси Джеймс Баллок з Каліфорнійського університету в Ірвіні. І це, за його словами, робить модель сильнішою, тому що вона не була розроблена жодним чином для створення зіткнень, які вони врешті знайшли. «Ми заздалегідь не припускаємо взаємодій», - сказав Баллок.

Підтвердження того, що галактики без темної матерії можуть бути пояснені у Всесвіті, де багато темної матерії — це зітхання з полегшенням для таких дослідників, як Баллок, чия кар’єра та всі його відкриття пов′язані з тим, що темна матерія — це те, що змушує галактики поводитися так, як вони поводяться.

«Спостереження того, що існують галактики без темної матерії, мене трохи непокоїло», — каже Баллок. «У нас є успішна модель, розроблена десятиліттями наполегливої ​​роботи, де більшість матерії у космосі темна. Завжди є ймовірність, що природа нас обдурює».

Але, сказав Морено, «не обов′язково позбавлятися стандартної парадигми темної матерії».

Тепер, коли астрофізики знають, як галактика може втратити свою темну матерію, Морено разом зі співробітниками сподівається, що результати надихнуть дослідників, які дивляться на нічне небо, шукати реальні масивні галактики, які можуть перебувати в процесі здирання темної матерії з менших.

«Це ще не означає, що ця модель правильна», – сказав Баллок. «Справжнім випробуванням буде перевірка того, чи існують ці галактики з частотністю та загальними характеристиками, які відповідають нашим прогнозам».

У рамках цієї нової роботи Морено, який має місцеве коріння, отримав дозвіл від вождів черокі назвати сім галактик без темної матерії, знайдених у їхніх моделях, на честь семи кланів черокі: Птах, Блакитний, Олень, Довге волосся, Фарба, Дика картопля та Вовк.

«Я відчуваю особистий зв′язок з цими галактиками», - сказав Морено, і додав, що так само як масивніші галактики позбавили менші їхньої темної матерії, «багато людей корінного походження були позбавлені своєї культури. Але наша сутність ​​лишається, і ми все ще процвітаємо».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Темна матерія
• Галактики