Отсутствие темной материи в массивной галактике озадачило астрофизиков

Исследователи обнаружили первое свидетельство существования массивной галактики без темной материи. Полученный результат бросает вызов текущей стандартной модели космологии.

Об этом рассказывают в Институте астрофизики Канарских островов (IAC), передают OstanniPodii.com.

Международное исследование проведено под руководством IAC и Университета Ла-Лагуны (ULL); его результаты опубликованы в специализированном журнале Astronomy and Astrophysics (среди соавторов указан Игорь Зинченко из Главной астрономической обсерватории НАН Украины).

Группа ученых установила, что галактика NGC 1277 не содержит темной материи. Впервые массивная галактика (ее масса в несколько раз превышает массу Млечного Пути) не показывает признаков этого невидимого компонента Вселенной. "Этот результат не согласуется с принятыми сейчас космологическими моделями, включающими темную материю", - объясняет Себастьен Комерон из IAC, первый автор исследования.

В текущей стандартной модели космологии массивные галактики содержат значительные количества темной материи - типа вещества, которое не взаимодействует такими же способами, как обычная материя; единственным доказательством её существования является сильное гравитационное притяжение, которое она оказывает на звезды и газ, находящиеся поблизости, и это взаимодействие можно наблюдать.

NGC 1277 считается прототипом "реликтовой галактики", то есть галактики, которая не имела взаимодействий со своими соседями. Галактики такого типа встречаются очень редко и считаются остатками гигантских галактик, образовавшихся на заре существования Вселенной.

"Важность реликтовых галактик в понимании того, как формировались первые галактики, стала причиной, по которой мы решили наблюдать NGC 1277 с помощью спектрографа интегрального поля", - объясняет Комерон. "На основе спектров мы построили кинематические карты, которые позволили нам определить распределение массы внутри галактики в радиусе около 20 000 световых лет", - добавляет он.

Новости по подобной теме:

		"Уэбб" обнаружил, что черные дыры быстро останавливают звездообразование в массивных галактиках
		Уэбб зондирует галактику с экстремальной вспышкой звездообразования
		Вокруг Млечного Пути обнаружена странная звездная система

Команда обнаружила, что распределение массы в NGC 1277 -- это просто распределение звезд, и на основании этого сделала вывод, что в пределах наблюдаемого радиуса не может быть более 5% темной материи, хотя наблюдения согласуются с полным отсутствием этого компонента.

Однако современные космологические модели предполагают, что галактика с массой NGC 1277 должна иметь не менее 10 % своей массы в форме темной материи, максимум - 70 % в этой форме. "Это несоответствие между наблюдениями и тем, что мы могли бы ожидать, является загадкой и, возможно, даже вызовом для стандартной модели", - отмечает Игнасио Трухильо, научный сотрудник IAC и ULL, который принимал участие в исследовании.

В опубликованной работе предложено два возможных объяснения отсутствия темной материи в NGC 1277.

"Одно из них в том, что гравитационное взаимодействие с окружающей средой внутри галактического скопления, в котором находится эта галактика, лишило её темной материи", - комментирует Анна Ферре-Матеу, научная сотрудница IAC и ULL, которая также участвовала в исследовании. "Другой вариант -- темная материя была вытеснена из системы во время формирования галактики в результате слияния протогалактических фрагментов, что и привело к появлению реликтовой галактики".

Авторов исследования не устраивает ни одно из этих объяснений, "поэтому загадка о том, как массивная галактика может образоваться без темной материи, остается загадкой", - настаивает Комерон.

Для продолжения изучения этой загадки команда планирует провести последующие наблюдения с помощью нового многообъектного спектрографа WEAVE на 4,2-метровом телескопе Уильяма Гершеля (WHT) в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, что на канарском острове Ла-Пальма.

Если этот результат -- отсутствие темной материи в NGC 1277 -- подтвердится, то это поставит под сильное сомнение альтернативные модели темной материи, а именно теории, в которых гравитация модифицирована и большая часть гравитационного притяжения внутри галактик обусловлена небольшим изменением закона гравитации на больших масштабах. "Хотя темная материя в конкретной галактике может быть потеряна, модифицированный закон гравитации должен быть универсальным, он не может иметь исключений, поэтому галактика без темной материи является опровержением такого рода альтернатив темной материи", - отмечает Трухильо.

• Галактики
• Темная материя