Новый взгляд на вращение галактик спасает противоречивую теорию гравитации

Новое исследование раскрыло высокую скорость вращения газа в карликовой галактике, что согласуется с ранее развенчанной альтернативной теорией гравитации, известной как Милгромовская динамика (MOND).

Об этом рассказывают в Университете Сент-Эндрюса (Шотландия), передают OstanniPodii.com.

Произведенное ранее исследование (Mancera Pina et al, 2022) скорости вращения газа в карликовой галактике AGC 114905 показало, что газ вращается очень медленно, и утверждало, что теория MOND мертва.

Такие теории имеют важное значение для понимания нашей Вселенной, поскольку, согласно известной физике, галактики вращаются так быстро, что должны разлетаться на части. В противоположность общей теории относительности – господствующему пониманию феномена гравитации от Эйнштейна – требующей темной материи для удержания галактик воедино, MOND, ее противоречивая альтернатива, не нуждающаяся в темной материи. Поскольку темная материя так и не была обнаружена, несмотря на десятилетия очень чувствительных поисков, были выдвинуты разные теории для объяснения того, что удерживает галактики, и продолжаются споры о том, какая из них правильная. Очень низкая скорость вращения, о которой сообщается в исследовании Mancera Pina et al, также не согласуется с предвидениями того, что Вселенная управляется общей теорией относительности с большим количеством темной материи.

Завышенный наклон

В новом исследовании, проведенном международной группой ученых, утверждается, что высокая скорость вращения, предусмотренная по теории гравитации MOND, согласуется с наблюдениями, если наклон галактики был завышен.

Вращение звезд и газа в далёких галактиках невозможно измерить напрямую. Из точных спектроскопических измерений известен только компонент вдоль линии визирования. Если наблюдать галактику повернутой почти лицевой стороной, она будет вращаться преимущественно в плоскости неба. В этом случае наблюдатели могут быть введены в заблуждение, решив, что галактика действительно вращается очень медленно, если они должны переоценить наклон между плоскостями диска и неба. Этот наклон оценивается по тому, насколько эллиптической кажется галактика (см. изображение).

В новом исследовании этот важный вопрос изучается с помощью детального MOND-моделирования дисковой галактики, похожей на AGC 114905. Моделирование показывает, что она может быть несколько эллиптической, даже если смотреть на повернутую лицевой стороной галактику. Это происходит потому, что звезды и газ в галактике имеют гравитацию и могут вытягиваться в несколько некруглую форму. Аналогичный процесс вызывают спиральные рукава в дисковых галактиках, которые так распространены, что часто называются спиральными галактиками.

В результате галактика может быть гораздо ближе к положению лицевой стороной, чем предполагали наблюдатели. Это может означать, что галактика вращается гораздо быстрее, чем было сообщено, что снимает противоречие с MOND.

Противоречие со стандартным подходом

В новом исследовании утверждается, что подобный эффект "фальшивого наклона" вряд ли может возникнуть при стандартном подходе к темной материи, поскольку в галактике доминирует гладкое гало из темной материи. Звезды и газ вносят небольшой вклад в гравитацию, поэтому диск не имеет "самогравитации".

Это означает, что диск, скорее всего, будет выглядеть очень круглым, если смотреть на неё повернутой лицевой стороной, что подтверждается моделированием, проведенным другой группой (Sellwood & Sanders, 2022). В результате наблюдаемая эллиптичность должна быть обусловлена ​​значительным наклоном между плоскостями диска и неба. Тогда скорость вращения будет очень малой, что означает, что в галактике очень мало темной материи. В этих рамках невозможно, чтобы изолированная карликовая галактика имела такое малое количество темной материи, учитывая, сколько массы она имеет в звездах и газе.

Статья "Завышенные наклонности милгромовских дисковых галактик: случай с ультрадиффузной галактикой AGC 114905" опубликована в Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества.

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

• MOND
• Галактики
• Темная материя