Согласно общепринятой теории, все объекты галактики удерживает вместе невидимый "цемент" - темная материя. Ее гравитация влияет на вращение галактик, определяет их структуру и массу. В Млечном Пути влияние темной материи можно заметить даже по движению его центральной полосы.
В последние год астрономы обнаружили несколько ультрадиффузных галактик, которые не вписываются в общепринятую картину: в них очень мало звезд и отсутствует обычное количество темной материи. Среди астрономов начались сомнения в таких свойствах и у шести ультрадиффузных галактиках, которые команда Павла Мансеры Пинья (Университет Гронингена) обнаружила в 2019 году, и посоветовали "провести повторные измерения".
Повторное измерение в галактике AGC 114905
Пинья и его команда направили радиоантенны Very Large Array на одну из шести галактик, AGC 114905, что от нас в 250 млн световых лет. На основе данных, полученных за 40 часов наблюдений, исследователи определили на разных расстояниях от центра скорость ее вращения и массу. Из более ранних измерений было известно, что AGC 114905 размером с Млечный Путь, однако звезд в ней приблизительно в 1000 раз меньше.
В ультрадиффузной галактике AGC 114905З свет звезд передан синим, а газа - зеленым. Кажется, что в ней почти нет темной материи Фото: © Хавьер Роман, Павел М. Пинья
Оценки подтвердили результаты более ранних измерений с меньшим разрешением: в диффузной галактике AGC 114905 необычно мало темной материи и, похоже, нет доминирующего гало. Как сообщают астрономы, скорость вращения галактики даже во внешних регионах, можно почти полностью объяснить массой видимой материи в виде газа и звезд.
Расхождение остается - даже с космологической моделью
"Это действительно то, на что мы надеялись и чего ожидали. Но проблема остается: хотя теория говорит, что AGC 114905 должна обладать темной материей, наши наблюдения показывают обратное".
Павел М. Пинья
Расхождение было подтверждено и дополнительными моделями, в которых команда попыталась воспроизвести свою галактику на основе космологической модели CDM. Исходя из нее, галактики, подобные AGC 114905, просто не должны существовать: чтобы воспроизвести профиль скорости, нужно указать экстремальные значения параметров, далеко превышающие пределы обычного диапазона. Еще менее вероятным делает это обнаружение еще пяти немного менее экстремальных галактик такого типа.
Ни одно из обычных объяснений не подходит
Астрономы предполагают, что из других карликовых галактик такого типа темная материя была вырвана во время столкновения или сильного сближения с другой галактикой. Такие гравитационные взаимодействия чаще всего могут происходить в плотных галактических скоплениях. Однако нет доказательств, что изолированная галактика AGC 114905 когда-то была частью такого скопления.
На основе космического окружения AGC 114905 невозможно подтвердить и взаимодействие с шаровыми скоплениями или встречи с очень далекими галактиками. Вращательное поведение галактики не смогла воспроизвести в модельных расчетах и альтернативная модель темной материи MOND, так называемая модифицированная ньютоновская динамика.
Объяснением могло бы послужить и неправильное измерение угла галактики к плоскостям эклиптики. Но Пинья и его команда определили: чтобы согласовать измеренные значения вращения и массы с моделью CDM или MOND, потребуется расхождение измерений примерно в 20 °. Оно в шесть-семь раз превышает номинальную неопределенность проведенных измерений, поэтому такая ошибка крайне маловероятна.
Тайна остается нераскрытой
По словам ученых, их исследование демонстрирует, что галактики, в которых нет или очень мало темной материи, существуют. Команда уже занимается повторными измерениями других ультрадиффузных галактик из своего предыдущего исследования, используя более высокое разрешение Very Large Array. Однако уже сейчас открытие нескольких очень похожих галактик позволяет предположить, что они реальны, а не основаны лишь на ошибках измерений.
"Это только увеличило расхождение теории и результатов наблюдений. Происхождение и эволюция этих галактик остается загадкой".
Павел М. Пинья
Источник:
Комментариев нет:
Отправить комментарий