Астрономы обнаружили странную галактику без темной материи

Три года назад Филиппо Фратернали и его коллеги обнаружили полдюжины загадочно разбросанных галактик, которые выглядели как раскинувшиеся города из звезд и газа. Но в отличие от почти всех других галактик, включая наш собственный Млечный Путь, она не кажется пойманной в ловушку массивных сгустков темной материи, которая обычно объединяет эти звездные столицы с их гравитацией. Ученые выбрали для увеличения одну из них, галактику скромных размеров на расстоянии около 250 000 световых лет, и направили на нее 27 антенн радиотелескопов из Очень большого массива в Нью-Мексико.

Собрав 40 часов данных, они нанесли на карту звезды и газы и подтвердили то, на что намекали более ранние кадры: «Содержание темной материи, которое мы выводим в этой галактике, намного меньше, чем вы ожидаете», — сказал Фратернали, астроном из Каптейнского астрономического института. Институт Гронингенского университета в Нидерландах. Если команда или их конкуренты найдут другие подобные галактики, это может стать проблемой для ученых. С учетом темно Тема, доминирующая перспектива в этой области в течение как минимум 20 лет. Фратернали и его команда опубликовать свои результаты в декабре в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.

Основываясь на десятилетиях телескопических наблюдений и компьютерных симуляций, ученые пришли к выводу, что темная материя — это скрытый скелет Вселенной. Его «стыки» — это огромные скопления невидимых частиц, в которых находятся большие и маленькие галактики. Но Fraternali не первый, кто намекает на исключение из этого правила. Несколько лет назад Питер ван Доккум, астроном из Йельского университета, и его коллеги Обнаружить Подобные галактики с Телескоп Хаббл Также кажется, что ему не хватает темной материи. «Эти галактики, которые мы обнаружили в 2018 году, вызвали много споров, дискуссий и дополнительных исследований, потому что они были такими неожиданными и труднообъяснимыми», — говорит ван Доккум.

Эти другие галактики жили в переполненной среде, куда часто прилетали соседние более крупные галактики, возможно, притягивая с собой темную материю. Напротив, галактика Фратернали полностью изолирована и не имеет таких беспокойных соседей, поэтому недостаток темной материи нельзя объяснить таким образом. «Они могут быть очень важными», — говорит ван Доккум. Как звезды и газ в этом месте собираются вместе без помощи темной материи?

Эти странные объекты стали называть «сверхрасширяющимися галактиками». Это очень экстремальные величины: по массе они очень малы, но разбросаны на огромные расстояния. Некоторые размером с Млечный Путь, но всего сто звезд – а то и меньше. Они настолько близки к прозрачным, что их трудно разглядеть в ночном небе. «В середине она тусклее, поэтому ее труднее обнаружить. Теперь, с лучшими телескопами и более глубокими наблюдениями, они более известны», — говорит Мирия Монтес, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе и эксперт по таким галактикам.

Начиная с 1960-х годов американский астроном Вера Рубин и другие впервые обнаружили потенциал невидимой или «темной» материи, измерив скорость вращения звезд в галактиках вокруг центра, показав, что внутренние звезды вращаются с другой скоростью, чем внешние. Основываясь на вращении этих звезд, ученые рассчитали, какой массой должна обладать галактика, чтобы она постоянно вращалась, а не вылетала в космос. Для многих галактик эта масса в несколько раз превышала массу всех звезд вместе взятых. Ученые решили проблему, сделав вывод о существовании некой темной материи, которая не излучает и не отражает свет и которая должна составлять остальную массу, скрепляющую галактику.