Вирішено космологічну загадку галактик-супутників Чумацького Шляху

Астрономи заявляють, що їм вдалося розв′язати невирішену проблему, яка ставила під сумнів наше розуміння еволюції Всесвіту, - просторовий розподіл тьмяних галактик-супутників, що обертаються навколо Чумацького Шляху.

Про це розповіли в Даремському університеті, передають OstanniPodii.com.

Тьмяні галактики-супутники нашого Чумацького Шляху демонструють химерне розташування - вони, судячи з усього, лежать на величезній тонкій обертовій площині, званій "площиною супутників".

Таке начебто малоймовірне розташування спантеличувало астрономів понад 50 років, змушуючи багатьох сумніватися у правильності стандартної космологічної моделі, яка намагається пояснити, як Всесвіт почав виглядати таким, як він виглядає сьогодні.

Тепер нове дослідження, проведене спільно університетами Дарема (Велика Британія) і Гельсінкі (Фінляндія), показало, що площина супутників - це космологічна примха, яка з часом зникне так само, як змінюються зоряні сузір′я.

Їхнє дослідження усуває проблему, створювану площиною супутників для стандартної моделі космології. Ця модель пояснює утворення Всесвіту і те, як галактики, які ми бачимо зараз, поступово формувалися всередині згустків холодної темної матерії - загадкової речовини, що становить близько 27% Всесвіту.

Результати дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.

Неправдоподібно тонка площина

Супутники Чумацького Шляху, схоже, розташовані в неправдоподібно тонкій площині, що пронизує галактику, і, як не дивно, вони також обертаються в узгодженому й довгоживучому диску.

Не існує відомого фізичного механізму, який міг би зробити супутники площинами. Натомість вважалося, що галактики-супутники повинні розташовуватися у приблизно круглій конфігурації, простежуючи темну матерію.

Відтоді як площину супутників було виявлено у 1970-х роках, астрономи безрезультатно намагалися знайти подібні структури в реалістичних суперкомп′ютерних симуляціях, що відстежують еволюцію Всесвіту від Великого вибуху до наших днів.

Той факт, що розташування супутників не вдавалося пояснити, наводив дослідників на думку, що теорія холодної темної матерії про формування галактик може бути помилковою.

Однак в останньому дослідженні астрономи використовували нові дані космічної обсерваторії Gaia Європейського космічного агентства. Gaia складає шестивимірну карту Чумацького Шляху, надаючи точні дані про становище й рух близько мільярда зірок у нашій галактиці (близько 1% від загальної кількості) та її компаньйонів.

Позиції та орбіти 11 класичних галактик-супутників Чумацького Шляху, спроєктовані "обличчям" (вгорі) і "краєм" (внизу), інтегровані на 1 мільярд років у минуле й майбутнє. Праві панелі являють собою збільшене зображення лівих панелей. Чорною крапкою позначено центр Чумацького Шляху, стрілками - спостережувані позиції й напрямки руху супутників. Хоча нині вони шикуються в площину (позначена сірою горизонтальною лінією), ця площина швидко розчиняється в міру руху супутників по своїх орбітах. Credit: Till Sawala / Sibelius collaboration

Ці дані дали змогу вченим спроєктувати орбіти галактик-супутників у минуле й майбутнє та побачити, як площина формується й розчиняється за кілька сотень мільйонів років - всього лише мить у космічному часі.

Дослідники також шукали в нових, спеціально розроблених космологічних симуляціях докази наявності площин супутників.

Вони зрозуміли, що попередні дослідження, засновані на симуляціях, вводили в оману, оскільки не враховували відстані супутників від центру нашої галактики, через що віртуальні супутникові системи здавалися набагато круглішими за реальні.

Взявши це до уваги, вони виявили кілька віртуальних Чумацьких шляхів, які можуть похвалитися площиною супутникових галактик, дуже схожою на ту, що видно в телескопи.

Концепція темної матерії залишається в силі

За словами дослідників, це усуває одне з головних заперечень проти правдивості стандартної моделі космології та означає, що концепція темної матерії залишається наріжним каменем нашого розуміння Всесвіту.

Співавтор дослідження професор Карлос Френк, професор фундаментальної фізики в Інституті обчислювальної космології Даремського університету, сказав: "Дивне розташування галактик-супутників Чумацького Шляху на небі спантеличувало астрономів протягом десятиліть, настільки, що це вважалося глибоким викликом космологічній ортодоксії".

"Але завдяки дивовижним даним з Gaia та законам фізики ми тепер знаємо, що площина - це просто випадкове розташування, питання знаходження в потрібному місці в потрібний час, так само як і сузір′я зірок на небі".

"Поверніться через мільярд років, і площина розпадеться, як і сьогоднішні сузір′я".

"Нам вдалося усунути одну з головних невирішених проблем теорії холодної темної матерії. Вона, як і раніше, забезпечує напрочуд вірний опис еволюції нашого Всесвіту".

Провідний автор дослідження доктор Тілл Савала з Гельсінського університету додає: "Площина супутників дійсно вражає уяву. Можливо, не дивно, що для розв′язання головоломки, яка утримується вже майже п′ятдесят років, знадобилося поєднання методів - і міжнародна команда".

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