Две галактики, испытывающие недостаток темной материи (далее ТМ), привели к возникновению интереса в изучении галактик-призраков, богатых темной материей.
Некоторые из этих призрачных галактик сопоставимы по размерам с Млечным путем или даже больше, но у них в системе присутствует всего несколько звезд, поэтому они чрезвычайно тусклые, что значительно затрудняет их обнаружение.
Ученые знают о существовании таких галактик на протяжении десятилетий, но до недавнего времени методы наблюдения не позволяли увидеть их.
Содержание ТМ в большинстве, так называемых ультрадиффузных галактик обязательно должно быть чрезмерно высоким - ТМ должна обеспечивать гравитационную силу, которая препятствует отделению звезд друг от друга внутри галактики.
Но теперь астрономы нашли не одну, а целых две галактики, в которых, судя по исследованиям, отсутствует ТМ.
Новые результаты подобных исследований делают теорию образования галактик, более запутанной.
Совсем недавно ученые впервые обнаружили галактику NGC 1052-DF2 без ТМ на периферии эллиптической галактики NGC 1052. Астрономы наблюдали за 10 шаровыми скоплениями, находящимися на краю галактики, и измерили общую массу DF2.
В результате чего галактика имела несоответствующую своему размеру, массу, примерно такую же, что и ее звезда. Обычно общая масса галактики в 100 и более раз превышает массу звезды, что свидетельствует о существовании ТМ. Но в этой галактике нет ТМ, только звезды.
Эти шаровые скопления также очень странные. Их яркость необычайно высока , почти такая же яркая, как у самого яркого шарового скопления в Млечном Пути.
Необычные свойства скопления были весьма противоречиями. Некоторые астрономы утверждают, что 10 шаровых скоплений недостаточно для надежной оценки качества. Другие утверждают, что расстояние до самого NGC 1052-DF2 не определено, что делает любой шаг в расчетах неточным.
Чтобы определить природу DF2, ученые использовали телеобъектив. Массив может одновременно фотографировать одну цель через несколько объективов диаметром 400 мм, аналогично принципу глаза.
Эта уникальная настройка позволяет астрономам захватывать чрезвычайно слабые отблески, в том числе большие галактики, в которых отсутствуют звезды.
До того, как DF2 был обнаружен, команда нанесла на карту десятки таких призрачных галактик в переполненных пост-звездных скоплениях, включая странную 44 , галактику сравнимой массой с Млечным путем, но с большим числом звезд, чем Млечный путь.
Ученые предполагают, что гравитационные взаимодействия, такие как в 44 галактике, расслаиваются или производят звезды при прохождении через чрезвычайно плотные галактики.
Таким образом, эти ультрадиффузные галактики на самом деле являются «проваленными галактиками»
Но открытие DF2, похоже, опровергло вышеприведенные доводы - определенные процессы могли уничтожить ТМ, или у нее могло не быть ТМ с самого начала.
Сейчас команда ученых обнаружила еще одну галактику без ТМ, NGC 1052-DF4. После обнаружения DF4 в изображении передовой телекамеры, команда использовала космический телескоп Хаббла для визуализации наблюдений и провела спектроскопическое исследование.
DF4 является точной копией DF2:
первая имеет тот же размер и яркость, что и последняя, и у неё также есть группа шаровых скоплений, которые представляют собой яркие и необычные элементы. Как и DF2, DF4 выглядит так, будто общая масса также эквивалентна звезде, вновь отбрасывая смысл существования ТМ.
Открытие второй галактики без ТМ повышает доверие к первому открытию. Это не только потому, что 2 больше единицы. Ученые последовали предложению анонимного совета и использовали второй метод для измерения массы DF4 - измерения движения звезд в галактике.
Телекамера Хаббл не способна разглядеть далекие и слабые звезды. Вместо этого астрономы использовали телескоп для захвата рассеянного звездного света, благодаря этому способу астрономы, при условиях темной ночи, могли видеть слабое сияние 100 миллиардов звезд галактики.
Измеряя скорость, демонстрируемую рассеянным звездным светом, астрономы подтвердили ранее измеренную скорость.
Команда ученых повторно измерила диффузное излучение от DF2, что также подтвердило тот факт, что оно имеет низкое качество.
Тем не менее, есть еще множество незаконченных работ. Многие подробные сведения указывают на то, что DF2 и DF4 принадлежат членам галактического скопления вокруг NGC 1052, но не все с этим согласны.
Так почему же NGC 1052-DF2 и DF4 так сильно отличаются от соседних ультрадиффузных галактик в поздних галактиках?
Большинство из тысяч подобных галактик, богаты темной материей, причем ТМ составляет до 98% массы.
Существует также сходство между DF2, DF4 и членами латентных звездных скоплений, богатых темной материей: ряд доминирующих шаровых скоплений. В 2017 году ученые обнаружили, что более половины ультрадисперсных галактик в поздней группе имели больше, чем ожидалось, шаровых скоплений.
Эти древние звездные города были рождены миллиарды лет назад, и они могут содержать подсказки о рождении и эволюции галактик - но неясно, как галактики и их скопления связаны.
Исследователи обнаружили, что чем ближе эти скопления к центру галактики, тем они чаще становятся «красными мертвыми звездами», это означает, что среда скопления галактик неизбежно лишится материала, необходимого для создания нового поколения (синих) звезд.
Исследование указывает на то, что сверхдиффузионные галактики представляют собой, по существу, большие карликовые галактики: их количество звезд сопоставимо с количеством обычных карликовых галактик.
Эта интерпретация находится в прямом противоречии с теорией «проваленных галактик» , поддержанной учеными.
Но охотники за призрачными галактиками не сдались:
пока команда ученых продолжала серию исследований с ультрадиффузионными галактиками в целом, другая команда все еще искала отсутствие исключений ТМ.
