Астрономы связали свойства двух необычных галактик вместе, обнаружив, что это может быть нитью галактических жемчужин в результате космического столкновения 8 миллиардов лет назад.
Уже в 2018 и 2019 годах группа под руководством Питера ван Доккума из Йельского университета сообщила об открытии двух карликовых галактик (названных DF2 и DF4), которые оказались лишенными темной материи. Отчет удивил астрономов, потому что считается, что темная материя обеспечивает гравитационный двигатель, необходимый обычной материи для формирования галактик. Однако галактики без темной материи, похоже, не следуют этому общепринятому образцу.
Вскоре последовали бурные обсуждения . Некоторые предположили, что расстояния до галактик могли быть измерены неправильно, что повлияло на другие их измерения. Однако споров было больше, чем просто споров. На короткое время был упущен важный факт: насколько похожи DF2 и DF4. Они похожи по размеру, яркости, структуре, морфологии и дисперсии скоростей, и оба содержат своеобразную популяцию очень ярких шаровых скоплений . Важно отметить, что при правильном определении их расстояний они также оказываются в одной и той же космической области: вокруг яркой эллиптической галактики NGC 1052.
Поэтому в журнале Nature 19 мая этого года команда ван Доккума ставит вопрос об истинной природе DF2 и DF4. Могут ли они быть космическими близнецами? Ван Доккум начал с предположения, что крайне маловероятно, что эти галактики не будут иметь ничего общего друг с другом. Оба совершенно уникальны во вселенной - кроме самих себя.
Уже в начале исследования ученые заметили, что эти двое удаляются друг от друга с большой скоростью. Используя их текущие положения и скорости, а также предполагаемый возраст DF2, команда отслеживала положение галактик с течением времени, пока они не смогли сформироваться вместе. Затем, принимая во внимание своеобразные свойства галактик, он построил сценарий их образования на основе предыдущих компьютерных симуляций. В этом сценарии одна галактика-спутник большой галактики NGC 1052 столкнулась с другой свободной галактикой (не связанной в группу) около 8 миллиардов лет назад. Звезды и темная материя, участвовавшие в столкновении, скользили бок о бок с очень небольшой гравитацией друг к другу, но само столкновение сжимало и замедляло поток газа в участвующих галактиках.
Затем газ растянулся бы на большое количество отдельных скоплений, которые затем под действием собственной гравитации схлопнулись и со временем образовали новые галактики, уже лишенные темной материи, потому что по пути темная материя терялась. Однако, согласно этой истории происхождения, другие галактики, лишенные темной материи, могут быть видны поблизости, образуя яркую нить, натянутую где-то между DF2 и DF4, как нить жемчуга. А как насчет остатков двух первобытных сталкивающихся галактик, в которых преобладает темная материя? Они должны лежать на концах этой веревки...
Поэтому команда провела поиск по каталогу галактик вокруг NGC 1052 и обнаружила, что 11 выровнены, как и предполагалось. На дальних краях, помимо окрестностей DF2 и DF4, находятся две пекулярные галактики: RCP 32 и DF7. Это могут быть недостающие реликвии первоначального столкновения.
Хотя сам ван Доккум признает, что идентичность предков RCP 32 и DF7 в значительной степени является вопросом догадок, он полагает, что, возможно, искомая «жемчужная цепочка» действительно наблюдалась. Что показывает, что галактики, которые могут ей принадлежать (за исключением нескольких потенциальных пришельцев), по крайней мере, как-то связаны друг с другом и могут иметь общее происхождение.
- Новые результаты дают очень интересный и аккуратный сценарий, объясняющий низкое или даже нулевое содержание темной материи в DF2 и DF4, - комментирует результаты Павел Мансер Пинья (ASTRON и Гронингенский университет, Нидерланды), специалист, не принимавший непосредственного участия в исследованиях. обсуждаемое исследование. Пина обнаружил еще шесть кандидатов в галактики с низким содержанием темной материи, хотя и со свойствами, отличными от DF2 и DF4. - Я думаю, что мы можем сказать что-то с большей уверенностью после оценки расстояния, лучевой скорости и массы для большего количества галактик в окрестностях DF2 и DF4.
Мишель Коллинз (Университет Суррея, Великобритания) также проявляет осторожность. «Мне это кажется хорошей идеей, но с некоторыми реальными проблемами », — говорит он. « Во-первых, команда предполагает, что 11 систем на одной линии на самом деле являются объектами, связанными с NGC 1052.
Их положение на небе предполагает, что гипотетическая цепочка из 11 карликовых галактик должна находиться поблизости от трех других крупных галактик. Например, спиральная NGC 1035 находится прямо над ним, но гораздо ближе к нам, чем NGC 1052. Учитывая, что другая группа ученых говорит, что NGC 1035 действительно включает DF4, Коллинз хотел бы увидеть дополнительный анализ, учитывающий потенциальные гравитационные эффекты другие крупные галактики.
Коллинз, Мансера Пина и ван Доккум согласны с тем, что сценарий столкновения, предложенный для объяснения процесса образования DF2 и DF4, легко проверить. Команда ван Доккума намерена направить мощные телескопы на 11 исследованных галактик, чтобы решить этот вопрос раз и навсегда. Инструменты, подобные Очень Большому Телескопу(VLT) в Чили и телескоп Кека на Мауна-Кеа на Гавайях будут измерять их лучевые скорости, а телескоп Хаббл, как ожидается, сделает точные фотографии каждой из 11 галактик, чтобы увидеть, все ли они внутри, как в DF2 и DF4. очень яркие шаровые скопления. Ван Доккум также подал заявку на дополнительное время работы этого заслуженного телескопа для точного измерения расстояний между галактиками. Он также надеется получить время наблюдения на космическом телескопе Джеймса Уэбба , чтобы измерить массы галактик RCP 32 и DF7 на дальних концах галактической жемчужной нити:
«Это своего рода Святой Грааль [астрономии] , потому что тогда мы могли бы выяснить, где на самом деле находится темная материя во всей системе», — заключает астроном.
Обзор региона NGC 1052, определяющий 11 галактик, составляющих цепочку галактических жемчужин, которые могли образоваться в результате одного столкновения миллиарды лет назад. Здесь же отмечена DF9: галактика, которая, по-видимому, тоже принадлежит струне, но не входит в исследуемую выборку. Источник: П. ван Доккум / Йельский университет.
