Галактики бывают всех форм и размеров. Удерживаемые гравитацией скопления звезд, планет, газовых шлейфов, большого количества пыли и других объектов могут образовывать эллипсы или линзы, облака неправильной формы или, как наш галактический дом, Млечный Путь, состоять из спиральных рукавов, некоторые с перемычками, а некоторые без них. Наше понимание того, что происходит в галактиках, как они образовались и почему они ведут себя так, как кажется, основано на шатких теориях и гипотезах.
Для некоторых вещей, которые мы не можем объяснить, мы предполагаем потенциальных участников — силу или материю, — которые могут вызвать наблюдаемые явления. Например, глядя на движение видимого вещества галактики, которое открыто противоречит фундаментальным законам Кеплера, можно сделать только вывод, что там должно быть значительно больше массы, чем можно наблюдать непосредственно.
Темный гном
Чтобы расчет баланса космической материи оказался правильным, исследователи постулируют темную материю, состав которой представляет собой один из главных открытых вопросов в космологии. За исключением нескольких отдельных исключений, в каждой галактике должна быть более или менее большая доля темной материи. Однако обнаружена карликовая галактика, в которой, похоже, практически нет ничего другого.
Остров звезд с каталожным номером FAST J0139+4328 не испускает видимого света и в целом - очень мало радиации, что относит его к категории так называемых темных галактик, все еще довольно гипотетической галактической разновидности, предыдущих кандидатов в которые можно пересчитать по пальцам одной руки.
Результаты наблюдений команды Цзинь-Лун Сюя показали: изолированная FAST J0139+4328 — карликовая галактика, по-видимому, состоящая почти полностью из темной материи, — была обнаружена в ближайшем космическом окружении.
Проблема карликовой галактики
Теория темной материи может быть ведущим объяснением несоответствия между количеством наблюдаемой так называемой барионной материи и гравитацией, необходимой для ее удержания, но она далека от совершенства: например, одной из проблем является противоречие между симуляциями распределения темной материи в космосе и количества карликовых галактик, которые мы можем наблюдать вокруг более крупных галактик. Действительно, судя по моделям, таких карликовых галактик должно быть намного больше, чем было доказано до сих пор. Это несоответствие предсказаний и наблюдений известно как «проблема карликовых галактик» .
Положение FAST J0139+4328 представлено (a) в видимом, (b) ближнем инфракрасном свете, (c) ближнем ультрафиолетовом и (d) среднем инфракрасном (d) свете. Желтые объекты на двух верхних снимках — это звезды на переднем плане Фото: Сюй и др., arXiv, 2023 г.
Поэтому эксперты предполагают, что поиск карликовых галактик затрудняют их особые формы — возможно, они почти не имеют сияющих звезд и состоят в основном из газовых облаков и темной материи. Некоторые кандидаты в эти так называемые темные галактики уже известны. Однако они находятся в непосредственной близости от других галактик, что делает их почти неотличимыми от облаков газа, которые были вырваны из более крупных звездных островов сильными гравитационными силами. Следовательно, идеальный кандидат на роль настоящей темной галактики был бы в значительной степени изолирован в космосе.
Очень мало звезд
Группа во главе с Цзинь-Лонг Сюем обнаружила такую изолированную темную структуру сферическим радиотелескопом, оснащенным 500-метровой апертурой, в Китае (FAST). Они использовали крупнейший в мире одиночный радиотелескоп в провинции Гуйчжоу для поискав межгалактическом пространстве радиоизлучения больших облаков HI (нейтрального атомарного водорода), которые демонстрируют и другие признаки галактики.
Наконец они нашли такой объект приблизительно в 94 миллионах световых лет: странное водородное облако имеет уплощенную форму и поэтому во многом похоже на галактику с вращающимся диском. Однако ему в значительной степени не хватает излучения в оптически видимом спектральном диапазоне. Небольшие скопления звезд были обнаружены только в инфракрасном и ультрафиолетовом свете.
Эта галактика содержит не более 690 000 звезд с массой Солнца, тогда как водород там составляет около 83 миллионов таких масс. Причем ее общая барионная масса равна примерно 110 миллионам солнечных — ничтожная доля по сравнению с тем, что исследователи идентифицировали как темную материю, учитывая скорость вращения галактики: согласно расчетам, в ней около 5,1 миллиарда солнечных масс. Это означало бы, что приблизительно 98 % галактики — темная материя.
Возможно, галактический эмбрион
При подтверждении этих данных FAST J0139+4328 признают первой изолированной темной, наполненной газом галактикой в ближайших просторах Вселенной. По мнению исследователей, мы можем иметь дело с галактическим зародышем.
«В настоящее время считается, что галактика формируется из газа, который остывает и конденсируется в звезды в центре гало. У FAST J0139+4328 вращающийся газовый диск, в котором преобладает темная материя, но практически без звезд. Это указывает на то, что данная темная галактика пребывает в самой ранней стадии образования».
Команда Цзинь-Лун Сюя
Источник информации и фото:
Комментариев нет:
Отправить комментарий