Меню

Астрономы в поисках тьмы

Астрономы, как и всякий ученый люд, до сих пор верят в сказки. Вот и сейчас, найдя две галактики без явных признаков так называемой «темной материи», исследователи в одноголосье затвердили, убедительно доказали существование этого таинственного вещества.

Год назад астрономы были ошеломлены, когда обнаружили галактику, которую обозначили как объект, полностью лишенную темной материи. Поскольку первая галактика не содержала неуловимой массы, эта новость с грохотом сенсациипрокатилась по астрономическому сообществу. Реакция на сие событие оказалась весьма предсказуемой: восхищение у одних исследователей скептицизм у других. «Если есть только один объект, у вас в голове всегда звучит тихий голос, говорящий: «а что, если вы ошибаетесь?» Астроном Питер ван Доккум из Йельского университета, утверждает:

«Несмотря на то, что мы сделали все проверки, о которых могли думать, мы были обеспокоены тем, что природа бросила нас за петлю и сговорилась сделать что-то действительно особенное, тогда как на самом деле это было нечто более обыденное».

Теперь новое исследование, опубликованное в «Astrophysical Journal Letters» 27 марта, показывает, что ван Доккум и его команда были вроде бы как правы все время. Согласно полученным данным, призрачная галактика, расположенная на расстоянии около 60 миллионов световых лет, под названием NGC 1052-DF2 (сокращенно DF2) практически не имеет заметной темной материи. Кроме того, второе исследование, опубликованное 20 марта в том же журнале, объявило об открытии еще одной тусклой рассеянной галактики DF4с недостатком темной материи. DF2 представляет собой часть большей и ранее неизвестной популяции галактик, которые, казалось бы, освободились от связей с темной материей. Считается, что это новое исследование может иметь драматические последствия для преобладающих теорий о формирования и эволюции галактик, а также об истинной природе самой темной материи.

Как астрономы ищут темную материю

«Тот факт, что мы видим нечто совершенно новое, - так увлекательно», - говорит Шани Даниэли, аспирант Йельского университета и ведущий автор последнего исследования DF2. «Никто не знал, что такие галактики существуют, и самое лучшее в мире для студента-астронома - обнаружить объект, будь то планета, звезда или галактика, о котором никто не знал или даже не думал».

«Странные» объекты

Галактика DF2 является членом относительно нового класса галактик, называемых ультрадиффузионными галактиками (UDG). Хотя размеры УДГ могут достигать размеров Млечного Пути, эти слабые призраки содержат в сотни и тысячи раз меньше звезд. Это означает, что вы можете видеть сквозь них, что делает UDG очень сложным для наблюдения объектом. В этой группе доминирует массивная эллиптическая галактика NGC 1052. Первоначально исследователи были привлечены тем обстоятельством, что она не совпадает на изображениях, полученных с помощью телеобъектива Стрекоза, и на изображениях, полученных с помощью Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Стрекоза видела DF2 как пятно слабого света, в то время как SDSS видел группу точечных источников.

После более тщательного изучения с использованием усовершенствованной камеры Хаббла в обсерватории WM Keck, исследователи определили, что DF2 является прозрачным УДГ, которая по своим размеру конкурирует с Млечным путем, но содержит примерно в 200 раз меньше звезд. «Я провел час, просто уставившись на изображение Хаббла», - заявил ван Доккум в своем пресс-релизе.

«Это редкость, особенно в наши дни после стольких, получить представление о чем-то новом, и с удивлением говорите себе: «Я никогда раньше такого не видел». Вещь удивительна: гигантский шарик, через который вы можете смотреть. Он настолько редок, что вы видите все галактики за ним».

С новыми взглядами на DF2 ван Доккум и его команда нашли 10 шаровых скоплений (большие группы старых звезд) внутри галактики. Они также обнаружили, что звездные массивы движутся в три раза медленнее, чем ожидалось. Это якобы говорит о том, что DF2 содержит минимальное количества темной материи. При большей массе видимое скопления вращалось бы намного быстрее.

Взгляд на призрака

Поскольку одним из основных принципов хорошей науки является воспроизводимость, ван Доккум и его команда весь год уточнял полученные ранее измерений. Вооружившись еще более точными измерениями скоростей шаровых скоплений внутри DF2, исследователи снова рассчитали массу галактики. Оказалось, объем темной материи в DF2 приближается к нулю.

Удвоение вниз

Работая над подтверждением того, что DF2 действительно обладает дефицитом темной материи, астрономы одновременно искали второй пример галактики, состоящей исключительно из нормальной материи. И открыли DF4.

«Обнаружение второй галактики с отсутствующим темным веществом столь же захватывающе, как и первоначальное открытие DF2», - говорит ван Доккум. - Это означает, что у нас есть шансы найти больше таких галактик. Поскольку мы не знаем, как образовались эти галактики, я надеюсь, что эти открытия побудят ученых больше работать над этой загадкой».

Согласно исследованию, DF2 и DF4 очень похожи по размеру, яркости поверхности, морфологии и расстоянию. Из-за этого в документе говорится:

«Мы заключаем, что NGC 1052-DF2 не является единичным случаем, существует целый класс таких объектов. Происхождение этих больших слабых галактик с избытком светящихся шаровых скоплений и очевидным отсутствием темной материи в настоящее время не понято».

Требуем сохранить темную материю!

По наблюдению за двумя галактиками трудно делать какие-либо масштабные выводы. Но вместе с тем команда астрономов все же убеждена, что предоставила доказательства существования темной материи. Считается, эффекты темной материи очевидны во всех известных галактиках, кроме DF2 и DF4, а потому темная материя должна быть материальным веществом, отделимым от нормальной материи. Это означает, что некоторые альтернативные теории к темной материи, такие как Модифицированная Ньютоновская Динамика (MOND), которая вводит дополнительные гравитационные переменные, не работают.

«Мы надеемся, что затем выясним, насколько распространены эти галактики и существуют ли они в других областях Вселенной», - заявил Даниели. - Мы хотим найти больше доказательств, которые помогут понять совместимость представлений о галактиках с нашими теориями. Мы надеемся сделать еще один шаг в понимании одной из самых больших загадок в - природы тьмы».
Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2019-03-30 Раздел:Астрономия