Карликовые галактики не вписываются в стандартную космологическую модель
Стандартная космологическая модель, она же «Лямбда-СиДиЭм» (ΛCDM), предполагает, что карликовые галактики-спутники, сформировавшиеся в гало темной материи Млечного Пути и Андромеды, должны двигаться в случайных направлениях в пределах обширной области пространства. Однако наблюдается совсем иная картина: галактики-спутники сосредоточены внутри огромного диска и движутся в одном направлении, подобно планетам Солнечной системы, орбиты которых лежат в плоскости эклиптики.
Подобные плоскости, вблизи которых сосредоточены галактики-спутники, наблюдаются как у Млечного Пути (VPS, Vast Polar Structure — «Протяженная Полярная Структура»), так и у нашей галактики-соседки — Андромеды (GPoA, Great Plane of Andromeda — «Великая плоскость Андромеды»).
Предпринимались попытки объяснить эту картину в рамках стандартной космологической модели, но авторы нового исследования обнаружили методологические ошибки в трех последних работах такого типа. Это значит, что структуры вроде VPS и GPoA — отнюдь не распространенное явление. Если ΛCDM верна, то вероятность формирования подобных дисков — менее 1:1000, а если учитывать, что они наблюдаются у двух соседних галактик сразу, то и того меньше — 1:100000, согласно расчетам астрофизиков.
Стандартная модель объясняет то, что галактики не разлетаются в разные стороны, присутствием темной материи, природа которой пока не известна. Её присутствие обеспечивает «недостающую» силу гравитационного взаимодействия, удерживающую галактики вместе. Само появление галактик (как карликовых, так и довольно крупных) объясняется так называемым «иерархическим скучиванием»: в молодой Вселенной возникают локальные возмущения плотности темной материи (гравитационные ямы), которые объединяются и собирают межзвездный газ, из которого впоследствии и формируются галактики. Согласно этому сценарию, в гало крупных спиральных галактик должны появляться многочисленные «гравитационные ямки», в которых зарождаются карликовые галактики-спутники. Но откуда берутся диски, подобные VPS и GPoA?
Альтернативная теория появления карликовых галактик-спутников объясняет их существование столкновением двух галактик, в результате которого гравитационные приливные силы отбросили «обломки» на большое расстояние:
«Стандартные галактики должны содержать темную материю, а приливные галактики не могут содержать темную материю, — говорит профессор Университета Бонна (Германия) Павел Кроупа, один из авторов работы. — Это серьезное противоречие, которое заставляет предположить, что наша теория гравитации не верна».
Исследователи продолжат работу, попытавшись выяснить, не позволит ли одна из альтернативных моделей (например, теория модифицированной гравитации) объяснить наблюдения астрономов.