Нет ореолов темной материи

Карликовые галактики — это маленькие, слабые галактики, которые обычно можно найти в скоплениях галактик или рядом с более крупными галактиками. По этой причине на них может влиять гравитационное воздействие их более крупных спутников. «Мы представляем инновационный способ проверки Стандартной модели, основанный на том, насколько карликовые галактики возмущены гравитацией и приливами от более крупных соседних галактик», — сказала Елена Асенсио, докторант Боннского университета и ведущий автор статьи. Приливы возникают, когда гравитация одного объекта по-разному притягивает разные части другого объекта. Они похожи на земные приливы, возникающие из-за того, что Луна сильнее притягивает ту сторону Земли, которая обращена к Луне.

Скопление Форнакс содержит большое количество карликовых галактик. Недавние наблюдения показывают, что некоторые из этих карликов кажутся деформированными, как будто их потревожило окружение скопления. «Согласно стандартной модели, такие возмущения у карликов Форнакса являются неожиданными», — сказал Павел Крупа, профессор Боннского и Карлова университетов в Праге. Это потому, что, согласно Стандартной модели, ореолы темной материи этих карликов должны частично защищать их от приливов, вызванных массой».

Авторы проанализировали ожидаемый уровень турбулентности карликов, который зависит от их внутренних свойств и их удаленности от гравитационно-сильного центра скопления. Галактики с большими, но маломассивными звездными массами и галактики, близкие к центру скопления, легко потревожить или разрушить. Они сравнили результаты с уровнем воспринимаемой турбулентности, очевидным на изображениях, сделанных обзорным телескопом VLT Европейской южной обсерватории.

«Сравнение показало, что если кто-то хочет объяснить наблюдения в Стандартной модели, — сказала Елена Асенсио, — карлики Форнакс действительно должны быть уничтожены гравитацией от центра масс, даже если приливы, которые они вызывают у карлика, в шестьдесят четыре раза слабее. чем собственная гравитация карлика». Это не только самоочевидно, но и противоречит предыдущим исследованиям, которые обнаружили, что внешняя сила, необходимая для возмущения карликовой галактики, примерно такая же, как и собственная гравитация карлика.

Противоречие со Стандартной моделью

Из этого авторы делают вывод, что в Стандартной модели наблюдаемая морфология карликов Fornax не может быть объяснена самосогласованным образом. Они повторили анализ с использованием динамики Милгрома (MOND). Вместо того, чтобы предполагать гало темной материи, окружающие галактики, теория MOND предлагает поправку на ньютоновскую динамику, в которой гравитация испытывает усиление в режиме с низким ускорением.

«Мы не были уверены, что карликовые галактики смогут выжить в суровых условиях галактической толпы в MOND, из-за отсутствия в этой модели защитных ореолов темной материи, — признал доктор Индранел Паник из Университета Сент-Эндрюс, — но наши результаты показывают замечательное согласие между наблюдениями и прогнозами MOND для уровня карликового беспорядка Fornax.

Об этом заявили соавторы исследования Аку Венхола из Университета Оулу (Финляндия) и Стивен Миски из Европейской южной обсерватории.

Это не первый раз, когда исследование, изучающее влияние темной материи на динамику и эволюцию галактик, пришло к выводу, что наблюдения лучше всего объясняются, когда они не окружены темной материей. — сказал Павел Крупа, член группы «Моделирование» междисциплинарных направлений исследований и «Материал» Боннского университета.

Доктор Хуншэн Чжао из Университета Сент-Эндрюс добавил: «Наши результаты имеют большое значение для фундаментальной физики. Мы ожидаем найти больше возмущенных карликов в других группах, и это предсказание должны проверить другие команды».

Участвующие учреждения и финансирование:

Помимо Боннского университета в исследование были включены Сент-Эндрюсский университет (Шотландия), Европейская южная обсерватория (ESO), Университет Оулу (Финляндия) и Карлов университет в Праге (Чехия). Исследование было поддержано Боннским университетом, Советом по научно-техническим средствам Великобритании и Германской службой академических обменов.

пост: Елена Асенсио, Индранил Баник, Штеффен Мишке, Аку Венхола, Павел Крупа, Хуншэн Чжао: Распределение и морфология карликовых галактик скопления Форнакс предполагают, что в них отсутствует темная материя. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества; https://doi.org/10.1093/mnras/stac1765 / https://arxiv.org/abs/2208.02265