Нові дані Хаббла пояснюють відсутність темної матерії

Нові дані з космічного телескопа Хаббла надають додаткові докази припливного руйнування в галактиці NGC 1052-DF4, пояснюючи попередній висновок про те, що в цій галактиці бракує більшої частини темної матерії.

Вивчаючи розподіл світлових та кулястих скупчень в галактиці, астрономи дійшли висновку, що гравітаційні сили сусідньої галактики NGC 1035 відокремили темну матерію від NGC 1052-DF4 і зараз розривають галактику на частини, розповідається на сайті телескопу.

У 2018 році міжнародна група дослідників за допомогою космічного телескопа Хаббла та кількох інших обсерваторій вперше виявила галактику в наших космічних околицях, в якій відсутня більша частина темної матерії. Це відкриття галактики NGC 1052-DF2 стало несподіванкою для астрономів, оскільки було зрозуміло, що темна матерія (ТМ) є ключовою складовою в сучасних моделях формування та еволюції галактик. Фактично, без присутності ТМ, первинному газу не вистачало б гравітації, щоб почати колапсувати і утворювати нові галактики. Через рік була виявлена ще одна галактика, в якій не вистачає темної матерії, NGC 1052-DF4, що викликало ще більш бурхливі дискусії серед астрономів про природу цих об′єктів.

Тепер, для пояснення причини відсутності темної матерії в NGC 1052-DF4, яка знаходиться за 45 мільйонів світлових років від нас, були використані нові дані Хаббла. Мірея Монтес з Університету Нового Південного Уельсу в Австралії очолила міжнародну групу астрономів для вивчення галактики за допомогою глибокої оптичної візуалізації. Вони виявили, що відсутність темної матеріх можна пояснити ефектами припливного руйнування. Гравітаційні сили сусідньої масивної галактики NGC 1035 розривають галактику NGC 1052-DF4. Під час цього процесу темна матерія видаляється, тоді як зірки відчувають ефекти взаємодії з іншою галактикою на більш пізньому етапі.

До цього часу видалення темної матерії таким способом залишалося прихованим для астрономів, оскільки його можна спостерігати лише за допомогою надзвичайно глибоких візуалізацій, які можуть виявити надзвичайно слабкі риси. «Ми використовували Хаббл двома способами, щоб виявити, що NGC 1052-DF4 переживає взаємодію», - пояснив Монтес. «До цього відноситься вивчення світла галактики та розподілу кулястих скупчень галактики».

Завдяки високій роздільній здатності Хаббла, астрономи змогли ідентифікувати популяцію кулястих скупчень галактики. 10,4-метровий телескоп Gran Telescopio Canarias (GTC) та телескоп IAC80 на Канарських островах, Іспанія, також використовувались для доповнення спостережень Хаббла шляхом подальшого вивчення даних.

«Недостатньо просто витратити багато часу на спостереження за об′єктом, дуже важлива ретельна обробка даних», - пояснив член команди Рауль Інфанте-Сайнц з Інституту астрофізики Канарських островів в Іспанії. «Тому було важливо, щоб ми використовували не просто один телескоп/прилад, а декілька (як наземних, так і космічних) для проведення цього дослідження. Завдяки високій роздільній здатності Хаббла ми можемо ідентифікувати кулясті скупчення, а потім за допомогою фотометрії GTC отримати фізичні властивості».

Вважається, що кулясті скупчення утворилися в епізодах інтенсивного зореутворення, що формували галактики. Їх компактні розміри та світність роблять їх легко спостережуваними, і тому вони є хорошими індикаторами властивостей галактики-господаря. Таким чином, вивчаючи та характеризуючи просторовий розподіл скупчень в NGC 1052-DF4, астрономи можуть отримати уявлення про сучасний стан самої галактики. Вирівнювання цих скупчень припускає, що вони «вилучаються» з галактики-господаря, і це підтверджує висновок про те, що відбувається припливне руйнування.

Вивчаючи світло галактики, астрономи також знайшли докази наявності припливних хвостів, які утворюються з матеріалу, який віддаляється від NGC1052-DF4 - це ще більше підтверджує висновок, що це є подією руйнування. Додатковий аналіз дійшов висновку, що центральні частини галактики залишаються недоторканими, і лише ∼ 7% зоряної маси галактики розміщується в цих припливних хвостах. Це означає, що темну матерію, яка менш концентрована, ніж зірки, було раніше і переважно її видалено з галактики, а тепер починає видалятися і зовнішня зоряна складова.

"Цей результат є хорошим показником того, що, хоча темна матерія галактики випарилася із системи, зірки лише зараз починають страждати від механізму руйнування", - пояснив член команди Ігнасіо Трухільо з Інституту астрофізики Канарських островів. "З часом NGC1052-DF4 буде по-канібальськи з′їдена великою системою неподалік NGC1035, і врешті деякі з їх зірок вільно плаватимуть у глибокому космосі".

Виявлення доказів, що підтверджують механізм припливного руйнування як пояснення відсутньої темної матерії галактики, не тільки вирішило астрономічну загадку, але й принесло полегшення астрономам. Без цього вчені зіткнулися б з необхідністю переглянути наше розуміння законів гравітації.

"Це відкриття узгоджує існуючі знання про те, як галактики утворюються та еволюціонують, з найсприятливішою космологічною моделлю", - додав Монтес.

Результати дослідження були опубліковані в «Astrophysical Journal».

Читайте ще цікаві новини про космос.