Ультрадиффузные галактики называются так из-за их чрезвычайно низкой светимости. Распределение барионов — газа и звезд — в объектах такого типа сильно разряжено. Особенно по сравнению с «обычными» галактиками, у которых аналогичная масса. Так, ультрадиффузная галактика может обладать такими же размерами и массой, как Млечный Путь, но количество видимых звёзд составляет около 1%.
Гало темной материи — это ореол невидимой вещества, который пронизывает и окружает галактику или их скопление. Хотя темная материя (из которой состоит 85% Вселенной) ни разу не обнаруживали в лабораториях, физики уверены — она существует. В ходе нового исследования ученые попытались разобраться, почему гало темной материи такое «странное».
Гало темной материи в редких галактиках
Ультрадиффузные галактики гораздо менее массивны по сравнению с Млечным Путем. Однако они содержат много газа, и его масса намного превышает общую звездную. Это отличается от того, что астрономы наблюдают в Млечном Пути. Ультрадиффузные галактики также отличаются большими размерами.
NGC 1052-DF2 — ультрадиффузная галактика. Фото: ESA/Hubble
О распределении темной материи в этих галактиках можно судить по движению частиц газа. Удивительно, что присутствие самой барионной материи, преимущественно в форме газа, достаточно (почти), чтобы объяснить измеренную скорость частиц газа. Кроме того, она оставляет мало места для темной материи во внутренних областях, где находится большинство звезд и газа.
Почему оно странное?
Именно это удивляет ученых: в случае обычных галактик, массы которых аналогичны массам ультрадиффузных, все наоборот. Там темная материя преобладает над барионной. Чтобы как-то объяснить этот результат, авторы исследования пришли к выводу, что ореолы темной материи должны быть в меньшей «концентрации». Простыми словами, они содержат намного меньше массы во внутренних областях по сравнению с обычными галактиками. В этом смысле, ореолы темной материи ультрадиффузных галактик и являются «странными», объясняют ученые.
Казалось бы, такие гало с низкой концентрацией настолько редки, что ультрадиффузных галактик вообще не должно существовать. Однако изучив данные современного численного моделирования формирования космической структуры, ученые обнаружили, что популяция гало с низкой концентрацией гораздо выше, чем ожидалось.
Как проходило исследование?
В ходе работы эксперты в области газовой динамики галактик обнаружили, что ультрадиффузные галактики вращаются медленнее, чем обычные, с такими же массами. Ученые интерпретировали данные измерений движения газа в них и сделали вывод о распределении темной материи.
NGC1052-DF2, выделены звезды-красные гиганты. Фото: Hubble
Кроме того, физики проанализировали данные моделирования формирования космических структур. В итоге, они идентифицировали гало темной материи, которые обладают такими же свойствами, что и ультрадиффузные галактики.
Почему эта работа важна?
У астрофизиков есть много вопросов, которые касаются формирования и эволюции недавно открытых галактик. Например, эти ультрадиффузные объекты содержат много газа, но непонятно, как он не «выветривается» при формировании. Кроме того, авторы новой работы показали, что эти объекты могут быть моложе обычных галактик. Формирование ультрадиффузных изучено недостаточно, и требуются дополнительная работа.
Что делает ультрадиффузные галактики такими интересными, так это их необычные свойства. Их обнаружили только недавно, но они помогут понять, как формируются скопления звезд и, возможно, даже природу темной материи.
Читать далее:
Посмотрите на первые фото Марса, которые сделал «Уэбб»: они буквально ослепляют
Таинственная «голубая слизь» на дне моря поставила ученых в тупик
Ученые приблизились к разгадке тайн пирамид: как древние люди смогли их построить