Тёмная история: как открытие новой галактики в созвездии Кита может изменить современную астрономию
Как открытие новой галактики в созвездии Кита может изменить современную астрономию
- © P. van Dokkum; R. Abraham; STScI, Space Telescope Science Institute
Загадочная находка
Учёные из Института астрономии и астрофизики им. Данлэпа Торонтского университета (Канада) и Йельского университета (США) обнаружили новую галактику NGC 1052-DF2 в созвездии Кита, которая практически не содержит тёмной материи. По словам исследователей, их находка перечёркивает все бытовавшие до этого представления об образовании звёздных систем.
На протяжении десятилетий астрономы считали, что галактики рождаются из скоплений тёмной материи. За счёт гравитации к ним притягивается обычная материя, из которой состоят звёзды, межзвёздный газ и пыль. Затем звёзды начинают медленно расти, и в результате образуется галактика, например наш Млечный Путь, рассказал соавтор исследования Питер ван Доккум.
«Мы удивились, найдя галактику, почти не содержащую тёмной материи. Дело в том, что эта таинственная субстанция почти полностью наполняет собой любую галактику», — отметил ван Доккум.
В ходе исследования учёные также пришли к выводу, что тёмная материя может отделяться от галактик.
«Это открытие показывает, что тёмная материя реальна — у неё есть своё отдельное существование, ей необязательно становиться компонентом галактик», — утверждает ван Доккум.
Тайна рождения
Чтобы подробнее исследовать уникальную галактику, учёные использовали многофункциональный спектрограф Gemini Multi-Object (GMOS). С его помощью специалисты оценили структуру NGC 1052-DF2. Оказалось, что это большая галактика, которая настолько рассеяна, что почти прозрачна, и астрономы могли ясно видеть за ней другие отдалённые звёздные системы.
«Мы выяснили, что NGC 1052-DF2 сейчас не взаимодействует с другими галактиками. Эти данные помогут нам понять условия, при которых рождалась галактика», — отметил соавтор исследования Шанни Даниэли.
- Обсерватория Кека, откуда учёные наблюдали за галактикой NGC 1052-DF2
- NASA
Подробно изучить NGC 1052-DF2 исследователям удалось благодаря телескопу Dragonfly Telephoto Array («Стрекоза») с десятью встроенными телеобъективами. Астрономы проанализировали потоки света, исходящие от нескольких ярких источников в NGC 1052-DF2, а также изучили шаровые звёздные скопления, которые вращаются вокруг ядра галактики.
В результате учёные обнаружили, что эти скопления движутся намного медленнее, чем ожидалось. Проведя соответствующие расчёты, исследователи пришли к выводу, что всю массу в галактике можно приписать массе звёзд — а значит, в NGC 1052-DF2 почти нет тёмной материи.
«Если там и есть какая-то тёмная материя, то её очень мало», — заявил ван Доккум.
Учёный добавил, что любую галактику можно отнести к уже знакомому науке типу, например спиральному или эллиптическому. Но как типировать прозрачную галактику без тёмной материи, исследователи пока не знают.
Недоступная глазу: учёные впервые «сфотографировали» тёмную материю
Впрочем, возможное объяснение такому явлению всё-таки есть. По словам астрономов, NGC 1052-DF2 расположена на расстоянии 65 млн световых лет в группе галактик, где преобладает гигантская эллиптическая галактика NGC 1052, которая зародилась миллиарды лет назад. А так как образование галактик часто происходит очень бурно, крупная соседка NGC 1052-DF2 могла просто перетянуть большую часть тёмной материи на себя, считают учёные.
Российский астроном Юрий Балега предположил, что NGC 1052-DF2 может быть не галактикой, а объектом, который сформировался в результате выброса газа из расположенных неподалёку сверхмассивных чёрных дыр. Кроме того, Балега не исключил, что обнаруженная зарубежными коллегами галактика могла образоваться вследствие столкновения с другими галактиками.
К тому же российские физики сомневаются, что наличие или отсутствие тёмной материи может стать ключевым фактором для пересмотра существующих взглядов на образование галактик.
«С одной стороны, если бы не было тёмной материи, действующие законы физики могли бы в определённых моментах не работать. Но пока одна статья, посвящённая одной галактике, не доказывает на 100% реальность тёмной материи», — подчеркнул Балега.
Однако западные физики заявили, что будут целенаправленно искать новые галактики, подобные NGC 1052-DF2.
«Если такая галактика окажется не одна, то станет ещё интереснее. Вероятно, нам предстоит переосмыслить процесс образования галактик», — заключил ван Доккум.