Ученые наблюдали за этой призрачной галактикой 40 часов и не смогли найти никакой темной материи

Новое открытие углубило загадку галактик без них темная материя.

В галактике AGC 114905, удаленной от нас на 250 миллионов световых лет, астрономы не смогли найти никаких следов загадочных объектов даже после 40 часов подробных наблюдений и последующего анализа.

Результат будет опубликован в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества Доступно на допечатном сервере arXiv, подтверждает аргументы в пользу галактик, в которых таинственным образом отсутствует темная материя, хотя она жизненно важна для наших моделей галактической эволюции.

«Это, конечно, то, о чем мы думали и на что надеялись, потому что это подтверждает наши предыдущие измерения», Астроном Павел Мансера Пенья сказал: из Университета Гронингена и Астрона в Нидерландах.

«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».

Темная материя — одна из самых больших загадок Вселенной. Мы не знаем, что это, потому что не можем обнаружить это напрямую, но мы знаем, что существует некоторая масса, которая вызывает ряд эффектов во Вселенной, которые нельзя объяснить только естественной материей.

Например, звезды вращаются вокруг своих галактик с большей скоростью, чем это можно объяснить гравитационным полем обычной материи. Другой путь — изгиб светового пути, проходящего через огромные гравитационные поля межгалактического пространства.

Астрономы считают, что темная материя помогает формированию галактик. Через всю Вселенную простирается паутина невидимой темной материи, и создаваемая ею гравитация помогает обычному веществу собираться в галактики. Согласно нашим моделям, темная материя также помогает этим галактикам оставаться вместе — своего рода фактор космической связи.

Но в последние годы астрономы обнаружили намёки на галактики без темной материи, вопреки нашей вере в существование Вселенной. Итак, когда Мансера Пенья и его коллеги обнаружили шесть галактик, по-видимому, без темной материи, как описано в Бумага 2019Решили присмотреться.

AGC 114905 — это то, что мы называем сильно рассеянной карликовой галактикой. Он размером с Млечный Путь, но гораздо менее яркий и содержит гораздо меньше звезд — примерно в тысячу раз меньше. Поскольку в них так мало естественной материи, считается, что эти галактики должны удерживаться вместе темной материей.

Таким образом, исследователи внимательно изучили AGC 114905, используя очень большую решетку NRAO в Нью-Мексико, и получили в общей сложности 40 часов наблюдательных данных с гораздо более высоким пространственным разрешением. Затем они тщательно построили кривую вращения галактики — орбитальную скорость объектов на AGC 114905 в зависимости от их расстояния от центра галактики.

Это один из наиболее распространенных способов расчета количества темной материи в галактике: объекты на очень быстрой орбите можно объяснить добавлением темной материи, а количество темной материи влияет на дополнительную орбитальную скорость.

Но кривая вращения AGC 114905 не требует наличия темной материи. Это можно объяснить просто количеством обычной материи. Это означает, что количество темной материи в галактике кажется незначительным.

Это представляет собой сложную проблему, потому что ни одно из объяснений отсутствия темной материи не кажется подходящим. Одно из объяснений, например, состоит в том, лишила ли соседняя массивная галактика AGC 114905 своей темной материи, как это проявляется в случае другой диффузной галактики, не содержащей темной материи, DF4.

«Но нет ничего», Мансера Пенья сказал:. «И в рамках самого известного галактического образования, так называемой модели холодной темной материи, нам придется ввести экстремальные значения переменных за пределы обычного диапазона. Кроме того, с Модифицированной ньютоновской динамикой, альтернативной теорией холодной темной материи. , мы не можем воспроизвести движение газа в галактике ».

В случае других галактик, содержащих аномальное количество темной материи, мы могли просто неправильно рассчитать расстояния. Исследователи заявили, что расстояние до AGC 114905 строго ограничено.

Исследователи допускают, что предполагаемый угол наблюдения может быть неправильным; Это могло объяснить очевидное отсутствие темной материи. Но они сказали, но это нужно остановить с очень большим отрывом.

Кроме того, все шесть галактик из их первоначальных исследований показали похожее поведение при различных наклонах. По их словам, это указывает на то, что такое поведение не является результатом систематической ошибки. В настоящее время они проводят подробное наблюдение за второй сверхрасширяющейся галактикой, чтобы попытаться достичь ее дна.

В случае подтверждения их выводы могут иметь очень интересные последствия для нашего понимания галактической эволюции.

«Мы объединили и проиллюстрировали предыдущие открытия об удивительной природе и динамике ультрадиффузных, богатых газом галактик. Однако их происхождение и точные пути эволюции остаются в значительной степени загадкой», Исследователи написали в своей статье.

Текущая работа также показала, что богатые газом ультрадиффузные галактики являются многообещающей группой для изучения темной материи, поскольку они могут дать верные ключи к пониманию ее природы ».

Поиск должен появиться в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества и доступен в arXiv.