Астрономы обнаружили галактику, лишенную темной материи

Считается, что они составляют около 27 процентов вещества во Вселенной и являются причиной того, что галактики и скопления галактик не разлетаются друг от друга. темная материя Это ключ к нашему пониманию многих космических явлений. Но теперь новое исследование международной группы астрономов, возможно, вот-вот перевернет ситуацию с ног на голову, например, 40-часовое сканирование с помощью новейших телескопов AGC 114905, карликовой галактики, сверхрассеянной примерно на 250 миллионов световых лет спустя. Никаких следов этой загадочной субстанции.

Идея темной материи стала популярной в 1930-х годах, после измерения количества видимой массы в скоплении комы и сравнения ее с движением галактик швейцарский астроном Фриц Цвикки обнаружил, что отдельные галактики движутся очень быстро. Для того, чтобы массы оставались связанными друг с другом. Кажется, что что-то невидимое удерживает галактики вместе, но что?

Цвикки предположил, что какой-то тип массы еще не наблюдался, темная материя (Темная материя), скрытая в огромных количествах, может обладать достаточной гравитацией, чтобы не дать быстро движущимся галактикам улететь друг от друга. Первоначально эта теория была встречена с большим скептицизмом, но спустя много лет его наблюдения по поводу «недостающая массаЭто подтвердили и другие группы астрономов.

С тех пор идея темной материи получила широкое признание, и было предложено множество кандидатов для объяснения того, чем она может быть, например, так называемые слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMP), графитино или аксионы — использовались легкие гипотетические частицы. для описания поведения субатомных частиц.

Однако в последние два года астрономы начали находить галактики, противоречащие этой тенденции. В 2018 году Питер ван Доккум из Йельского университета в США и его коллеги обнаружили очень распространенную галактику, известную как NGC1052-DF2. Он почти не содержит темной материи, предполагая вместо этого, что эта неуловимая материя является отличным «материалом» и «может быть отделена от галактик».

Год спустя Павел Манчера Пинья из Университета Гронингена в Нидерландах и его коллеги обнаружили Шесть галактик с небольшим количеством темной материи или без нееОдним из них был AGC 114905.

Бина и его коллеги советуют «измерить еще раз», чтобы найти темную материю вокруг галактики.

Используя телескоп VLA вместо Very Large Array Карла Дж. Янски, который использовался в первоначальном исследовании, команда собрала данные о вращении газа AGC 114905 за 40 часов в период с июля по октябрь 2020 года.

AGC 114905 размером с нашу галактику Млечный Путь, но содержит в тысячу раз меньше звезд. Из-за этого свойства AGC 114905 была классифицирована как сильно рассеянная карликовая галактика, где название «карликовая галактика» относится к ее светимости, а не ее размеру.

При визуализации на графике, показывающем расстояние газа от центра Галактики по оси x и скорость вращения газа по оси y (стандартный метод обнаружения наличия темной материи), данные команды показывают, что движение газа в AGC 114905 можно полностью объяснить только обычными вещами.

«Это, конечно, то, о чем мы думали и на что надеялись, потому что это подтверждает наши предыдущие измерения», — говорит Павел Манчера Пинья. «Но проблема в том, что теория предсказывает, что в AGC 114905 должна быть темная материя, но наши наблюдения говорят, что темной материи нет. Фактически, разница между теорией и наблюдением становится все больше».

Команда пока не знает, почему эта галактика не содержит темной материи, хотя ожидается, что это будет так. Они исключают абстракцию больших галактик, близких к темной материи AGC 114905, потому что там нет темной материи, а также исключают так называемую модель холодной темной материи, где это может означать введение «экстремальных значений параметров, выходящих далеко за пределы обычного диапазона, «говорят Пенья и коллеги.

Команда также сообщила, что альтернативная теория темной материи, известная как MOND (MOdified Newtonian Dynamics, гипотеза, предлагающая изменить закон общего тяготения Ньютона для учета наблюдаемых свойств галактик), также не соответствовала данным.

По словам исследователей, другое предположение может изменить их выводы, и это приблизительный угол, под которым, по их мнению, они наблюдают за галактикой. «Но этот угол должен сильно отклониться от нашей оценки, прежде чем снова появится место для темной материи», — говорит соавтор Том Остерло из Astron, Нидерландского института радиоастрономии.

В настоящее время команда подробно изучает вторую суперассеянную карликовую галактику, чтобы увидеть, нет ли в ней темной материи. Если это произойдет, говорят Пенья и его коллеги, это сделает аргументы в пользу галактик, бедных темной материей, еще сильнее.

Исследование команды «Никакой темной материи: разрешающая кинетика супердиффузионной галактики AGC 114905» будет опубликовано в журнале. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.