Новые данные Хаббла объясняют отсутствие темной материи

Новые данные с космического телескопа Хаббла предоставляют дополнительные доказательства приточного разрушения в галактике NGC 1052-DF4, объясняя предварительный вывод о том, почему в этой галактике не хватает большей части темной материи.

Изучая распределение световых и шаровых скоплений в галактике, астрономы пришли к выводу, что гравитационные силы соседней галактики NGC 1035 отделили темную материю от NGC 1052-DF4 и сейчас разрывают галактику на части, рассказывается на сайте телескопа.

В 2018 году международная группа исследователей с помощью космического телескопа Хаббла и нескольких других обсерваторий впервые обнаружила галактику в наших космических окрестностях, в которой отсутствует большая часть темной материи. Это открытие галактики NGC 1052-DF2 стало неожиданностью для астрономов, поскольку было понятно, что темная материя (ТМ) является ключевой составляющей в современных моделях формирования и эволюции галактик. Фактически, без присутствия ТМ, первичному газу не хватало бы гравитации, чтобы начать коллапсировать и образовывать новые галактики. Через год была обнаружена еще одна галактика, в которой не хватает темной материи, NGC 1052-DF4, что вызвало еще более бурные дискуссии среди астрономов о природе этих объектов.

Теперь, для объяснения причины отсутствия темной материи в NGC 1052-DF4, которая находится в 45 млн световых годах от нас, были использованы новые данные Хаббла. Мирея Монтес из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии возглавила международную группу астрономов для изучения галактики с помощью глубокой оптической визуализации. Они обнаружили, что отсутствие темной матери можно объяснить эффектами приточного разрушения. Гравитационные силы соседней массивной галактики NGC 1035 разрывают галактику NGC 1052-DF4. Во время этого процесса темная материя удаляется, тогда как звезды чувствуют эффекты взаимодействия с другой галактикой на более позднем этапе.

До этого времени удаление темной материи таким способом оставалось скрытым для астрономов, поскольку его можно наблюдать только с помощью чрезвычайно глубоких визуализаций, которые могут выявить чрезвычайно слабые черты. «Мы использовали Хаббл двумя способами, чтобы обнаружить, что NGC 1052-DF4 переживает взаимодействие», - пояснил Монтес. «К этому относится изучение света галактики и распределения шаровых скоплений галактики».

Благодаря высокому разрешению Хаббла, астрономы смогли идентифицировать популяцию шаровых скоплений галактики. 10,4-метровый телескоп Gran Telescopio Canarias (GTC) и телескоп IAC80 на Канарских островах, Испания, также использовались для дополнения наблюдений Хаббла, путем дальнейшего изучения данных.

«Недостаточно просто потратить много времени на наблюдение за объектом, очень важна тщательная обработка данных», - пояснил член команды Рауль Инфанте-Сайнц из Института астрофизики Канарских островов в Испании. «Поэтому было важно, чтобы мы использовали не просто один телескоп/прибор, а несколько (как наземных, так и космических) для проведения этого исследования. Благодаря высокому разрешению Хаббла мы можем идентифицировать шаровые скопления, а затем с помощью фотометрии GTC получить физические свойства».

Считается, что шаровые скопления образовались во время эпизодов интенсивного звездообразования, которые формировали галактики. Их компактные размеры и светимость делают их легко наблюдаемыми, и поэтому они являются хорошими индикаторами свойств галактики-хозяина. Таким образом, изучая и описывая пространственное распределение скоплений в NGC 1052-DF4, астрономы могут получить представление о современном состоянии самой галактики. Выравнивание этих скоплений предполагает, что они «изымаются» из галактики-хозяина, и это подтверждает вывод о том, что происходит приточное разрушение.

Изучая свет галактики, астрономы также обнаружили доказательства наличия приточных хвостов, которые образуются из материала, который удаляется от NGC1052-DF4 - это еще больше подтверждает вывод, что это является событием разрушения. Дополнительный анализ пришел к выводу, что центральные части галактики остаются нетронутыми, и только ~ 7% звездной массы галактики размещается в этих приточных хвостах. Это означает, что темную материю, которая менее концентрированная, чем звезды, было раньше и преимущественно ее извлечено из галактики, а теперь начинает удаляться и внешняя звездная составляющая.

"Этот результат является хорошим показателем того, что, хотя темная материя галактики выпарилась из системы, звезды только сейчас начинают страдать от механизма разрушения", - пояснил член команды Игнасио Трухильо из Института астрофизики Канарских островов. "Со временем NGC1052-DF4 будет по-каннибальски съедена большой системой неподалеку NGC1035, и в конце концов некоторые из их звезд будут свободно плавать в глубоком космосе".

Выявление доказательств, подтверждающих механизм приточного разрушения как объяснения отсутствующей темной материи галактики, не только решило астрономическую загадку, но и принесло облегчение астрономам. Без этого ученые столкнулись бы с необходимостью пересмотреть наше понимание законов гравитации.

"Это открытие согласовывает существующие знания о том, как галактики образуются и эволюционируют, с благоприятной космологической моделью", - добавил Монтес.

Результаты исследования были опубликованы в «Astrophysical Journal».

Читайте еще интересные новости о космосе.