Более года назад ученые сообщили об открытии галактики, почти полностью лишенной темной материи. Проблема в том, что это вещество - хотя и загадочное и все еще неуловимое - по современным расчетам составляет до 85 процентов массы Вселенной. И такие типы галактик ранее не наблюдались.
Так что открытие было очень интересным, но многие люди скептически относились к нему. Это был один-единственный такой объект. Поэтому можно было предположить, что в исследовании произошла какая-то ошибка и что ее необычные свойства были подделаны. Наблюдения были проверены очень тщательно, но без новых результатов.
Однако в этом году произошел прорыв. 27 марта в журнале Astrophysical Journal Letters была опубликована работа, авторы которой вновь сообщают об открытии галактики NGC 1052-DF2 (сокращенно DF2). Он расположен на расстоянии около 60 миллионов световых лет от нас и почти полностью лишена заметного количества темной материи. Более того, в следующей публикации по этой теме астрономы сообщат о еще одной такой галактике - темной и рассеянной DF4.
Эти новые работы показывают, что DF2 не только почти не имеет темной материи, но это не единственный случай, подобный этому. Скорее, это часть большой и ранее неизвестной популяции галактик, которые кажутся «свободными» от темной материи - невидимого компонента космоса. Этот факт может иметь большое значение для дальнейших исследований, а также для современных и будущих теорий о формировании и эволюции галактик. Это новый, захватывающий класс объектов.
Галактика DF2 - это относительно новая форма галактик, известная как ультрарассеянные галактики (UDG). Она является частью большой группы галактик, в которой доминирует большая эллиптическая галактика - NGC 1052. После тщательного исследования с использованием усовершенствованной камеры для съемки и 10-метрового телескопа Кека она оказалась типичной UDG , которая может конкурировать с размером Млечного Пути, но она содержит примерно в 200 раз меньше звезд.
С последними изображениями этой галактики астроном ван Доккум и его команда идентифицировали 10 шаровых скоплений (большие группы старых звезд) внутри DF2 и обнаружили, что они движутся в три раза медленнее, чем ожидалось. Это говорит о том, что DF2 содержит очень небольшое количество темной материи - в противном случае кластеры должны будут циркулировать вокруг своего центра гораздо быстрее. В течение последнего года ученые пытались повысить точность этих измерений с помощью спектрографа интегрального поля Keck Cosmic Web Imager(KCWI). Он позволяет не только видеть всю галактику одновременно, но и точно оценивать спектр с высоким разрешением, что, в свою очередь, позволяет точно определять массу галактики. Это единственное устройство такого рода в современном мире.
Благодаря более точным измерениям скорости шаровых скоплений внутри DF2 ученые пересчитали массу галактики. Как и прежде, их результаты показали, что количество темной материи в DF2 близко к нулю.
В то же время научная группа старательно искала второй пример галактики, созданной исключительно из «нормальной» материи. И он нашел DF4 довольно быстро. Это, вероятно, означает, что шансы найти больше таких галактик выше, чем предполагалось. DF2 и DF4 очень похожи по размеру, яркости поверхности, морфологии и расстоянию до нашей галактики. Это тем более интересно, но происхождение этих больших плохо видимых галактик с явным отсутствием темной материи сегодня не объясняется.
Доказывая существование таких галактик, научная группа неожиданно предоставила убедительные доказательства существования темной материи. Эффекты ее присутствия отчетливо видны в любой другой известной галактике, кроме DF2 и DF4, что может означать, что темная материя также должна быть реальной материальной субстанцией. И другие, альтернативные теории, такие как модифицированная ньютоновская динамика (MOND), можно пока осторожно исключать.
Читать подробнее:
http://astronomy.com/news/2019/03/ghostly-galaxy-without-dark-matter-confirmed
https://www.nature.com/articles/nature25767