Американские астрономы впервые обнаружили галактику без
темной материи — открытие заставило ученых по-новому взглянуть на природу этой загадочной
субстанции, которая составляет значительную часть Вселенной.
Темная материя в астрономии и космологии — гипотетическая
форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не
взаимодействует с ним. На сегодня есть сразу несколько кандидатов на эту роль.
Физики недоумевают
Темная материя — форма материи, чье присутствие во Вселенной
фиксируется только благодаря ее взаимодействию с видимой, так называемой
барионной материей. Разгадка природы темной материи считается важнейшей
нерешенной задачей современной астрофизики.
Открытие темной материи связано с наблюдениями в 30-х годах
прошлого века астронома Фрица Цвикки, который заметил, что в скоплениях
галактик чего-то не хватает. Отдельные галактики в этих скоплениях двигаются очень
быстро.
Суммарной массы составляющих скопления звезд не хватало бы,
чтобы удержать систему связанной. Если бы не какая-то «скрытая масса», эти
скопления давно бы разлетелись в разные стороны, заключил ученый.
Эффект наблюдался и при изучении звезд внутри ближайших к
нам галактик. При удалении от центра галактики звезды должны вращаться
медленнее, однако наблюдения показывают, что в большинстве спиральных галактик
скорости звезд почти не зависят от расстояния до центра.
Расчеты показывают, что порядка 80% масс всей вселенной
приходится на эту странную темную материю. Считается, что она равномерно
заполняет Вселенную, и именно ее сгустки в далеком прошлом притягивали к себе
обычную барионную материю.
DF2 нарушает правила
Однако недавнее исследование галактики DF2 астрономами под
руководством Питера Доккума из Йельского университета вновь поставило все с ног
на голову. Данное образование расположено в 65 миллионах световых лет от Солнечной
системы.
DF2 относится к так называемым ультра-диффузным галактикам,
в которых число звезд чрезвычайно мало по сравнению с обычными. Она настолько
неплотная, что сквозь нее видны более далекие галактики.
Исследовав спектр звезд этой галактики, ученые выяснили, что
при размере, сравнимом с размерами Млечного пути, эта галактика имеет примерно
в 100 раз меньше звезд. В абсолютных величинах вся масса галактики была оценена
всего 200 миллионов масс Солнца.
Затем исследователи проследили за движением нескольких
шаровых звездных скоплений вокруг центра галактики, и поняли, что вращаются они
гораздо медленнее, чем в обычных галактиках. Это указало астрономам на
чрезвычайно низкую долю темной материи.
Результаты сразу породили вопрос — если в странной галактике
примерно в 400 раз меньше темной материи, чем ожидалось, то как она вообще
возникла? По одной из версий, она могла родиться, как побочный результат
слияния других галактик.
На такой сценарий указывает наличие неподалеку другой
эллиптической галактики. При этом ранее считалось, что все галактики состоят из
звезд, газа и темной материи, смешанных друг с другом, однако теперь
выясняется, что темная материя для некоторых галактик не обязательна.
