Ученые выяснили, как галактики могут существовать без темной материи

В новом исследовании предлагается объяснение, почему крошечные галактики могут быть без темной материи: когда они сталкиваются с большими, большие галактики могут лишить меньших их темной материи.

Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Ирвине, передают OstanniPodii.com.

Исследование, проведенное международной группой, было опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Темная материя – материя, которую мы не можем видеть напрямую, но она, по мнению астрофизиков, должна существовать, потому что без ее гравитационного воздействия невозможно объяснить такие вещи, как движение звезд в галактиках.

В 2018 году астрофизики Шени Даниэли и Питер ван Доккум из Принстонского и Йельского университетов увидели две галактики, которые, как казалось, существовали без большей части своей темной материи.

«Мы ожидали больших долей темной материи», - сказала Даниэли, которая является соавтором последнего исследования. «Это было довольно неожиданно и, честно говоря, большой удачей».

Счастливая находка, о которой ван Доккум и Даниэли сообщили в статье Nature в 2018 году и в статье Astrophysical Journal Letters в 2020 году, повергла в смятение парадигму «галактики нуждающихся в темной материи», потенциально перевернув то, что астрофизики привыкли считать стандартной моделью функционирования галактик.

«За последние 40 лет было установлено, что галактики имеют темную материю», — говорит Хорхе Морено, профессор астрономии Колледжа Помона и ведущий автор новой работы. «В частности, галактики с малой массой, как правило, имеют тенденцию к значительно более высокой доле темной материи, что делает открытие Даниэли довольно неожиданным. Для многих из нас это означало, что наше текущее понимание того, как темная материя способствует росту галактик, требует срочного просмотра».

Команда запустила компьютерные модели, в которых симулировалась эволюция части Вселенной – размером примерно 60 миллионов световых лет – начиная вскоре после Большого взрыва и заканчивая сегодняшним днём.

Команда обнаружила семь галактик, лишенных темной материи. После нескольких столкновений с соседними галактиками, в 1000 раз более массивными, они были лишены большей части материала, не оставив ничего кроме звезд и остатков темной материи.

«Это была чистая случайность», - говорит Морено. «В тот момент, когда я сделал первые изображения, я поделился ими с Даниэли и пригласил ее к сотрудничеству».

Роберт Фельдманн, профессор Цюрихского университета, разработавший новую симуляцию, сказал, что «эта теоретическая работа показывает, что галактики с дефицитом темной материи должны быть широко распространены, особенно вблизи массивных галактик».

Модель не была построена только для того, чтобы создавать галактики без темной материи, отметил астрофизик, всемирно известный эксперт по галактикам малой массы Джеймс Баллок из Калифорнийского университета в Ирвине. И это, по его словам, делает модель более сильной, потому что она не была разработана никоим образом для создания столкновений, которые они наконец нашли. «Мы заранее не допускаем взаимодействия», - сказал Баллок.

Подтверждение того, что галактики без темной материи могут быть объяснены во Вселенной, где много темной материи – это вздох с облегчением для таких исследователей, как Баллок, чья карьера и все его открытия связаны с тем, что темная материя – это то, что заставляет галактики вести себя так, как они ведут себя.

«Наблюдение того, что существуют галактики без темной материи, меня немного беспокоило», - говорит Баллок. «У нас есть успешная модель, разработанная десятилетиями упорной работы, где большинство материи в космосе темная. Всегда есть вероятность, что природа нас обманывает».

Но, сказал Морено, «не обязательно избавляться от стандартной парадигмы темной материи».

Теперь, когда астрофизики знают, как галактика может потерять свою темную материю, Морено вместе с сотрудниками надеется, что результаты вдохновят исследователей, смотрящих на ночное небо, искать реальные массивные галактики, которые могут находиться в процессе сдирания темной материи с меньших.

«Это еще не значит, что эта модель верна», – сказал Баллок. «Настоящим испытанием будет проверка того, существуют ли эти галактики с частотностью и общими характеристиками, соответствующими нашим прогнозам».

В рамках этой новой работы Морено, имеющий местные корни, получил разрешение от вождей чероки назвать семь галактик без темной материи, найденных в их моделях, в честь семи кланов чероки: Птица, Голубой, Олень, Длинные волосы, Краска, Дикая картошка и Волк.

«Я чувствую личную связь с этими галактиками», - сказал Морено, и добавил, что так же как более массивные галактики лишили меньших их темной материи, «многие люди коренного происхождения были лишены своей культуры. Но наша сущность остается, и мы все еще процветаем».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.