Найдена галактика без темной материи
Темную материю невозможно увидеть и детектировать прямым способом – как же мы можем знать о ее существовании? Астрономы впервые обнаружили, что материи может быть больше, чем видно нашему глазу, в 1930-х годах, когда заметили, что галактики движутся быстрее, чем может позволить их видимая масса.
Как известно, гравитация зависит от массы: так, скорость, с которой движутся звезды и галактики, должна быть пропорциональна их массе. Однако в ходе наблюдений за скоплением галактик в 1933 году швейцарский астрофизик Фриц Цвикки обнаружил, что это не всегда так: по его расчетам, в скоплении должно было быть гораздо больше материи, чем можно было увидеть. Он назвал эту невидимую материю «темной материей», и с тех пор ученые продолжают ее поиски.
Однако эти поиски достаточно трудны, учитывая, что темная материя не отражает и не поглощает свет и может быть обнаружена лишь непрямым способом – через гравитационные взаимодействия с привычной, барионной материей. В нашей Вселенной, как считают ученые, темной материи куда больше, чем обычного вещества: в галактиках, схожих с Млечным Путем, соотношение обычно достигает 30 к 1, в то время как карликовые галактики могут иметь в 400 раз больше темной материи, чем барионной.
Однако недавно ученые из Йельского университета открыли нечто удивительное – галактику NGC1052–DF2, которая находится от нас примерно в 65 млн световых лет и практически не имеет темной материи. Об открытии кратко сообщает портал New Atlas.
Группа ученых из Йельского университета изучила движения 10 звездных скоплений в данной галактике и увидела, что они движутся со скоростью примерно 37 000 км/ч. Это относительно медленно и означает, что галактика лишена невидимой массы. Как отмечает Питер ван Доккум (Pieter van Dokkum), ведущий автор исследования, если в NGC1052–DF2 и присутствует темная материя, то в очень небольших количествах.
Необычная галактика привлекла внимание специалистов, так как выглядела иначе при исследовании с помощью телескопа Dragonfly Telephoto Array в сравнении с данными Sloan Digital Sky Survey (Слоановсого цифрового небесного обзора). Чтобы изучить галактику более подробно и рассчитать ее массу, группа ученых провела спектроскопические наблюдения при помощи обсерватории Кека на острове Гавайи, а также космического телескопа «Хаббл».
Хотя может показаться, что открытие ставит под сомнение теорию темной материи, исследователи отмечают, что оно, скорее, наоборот, подтверждает наличие загадочной субстанции (является как бы исключением, подтверждающим правило). Так как темная материя, как предполагается, объясняет нестыковки между законами движения Ньютона и тем, что наблюдается в реальности, некоторые ученые полагают, что сами законы, вероятно, нуждаются в пересмотре. Однако если бы это действительно было так, то такое расхождение масс должно было бы подходить для каждой галактики, подчеркивают специалисты из Йельского университета.
Разумеется, открытие приводит ученых к новым вопросам. Непонятно, каким образом NGC1052–DF2 могла сформироваться без темной материи; впрочем, как образовалась ее «противоположность» – галактика Dragonfly 44, которая, как считается, на 99,99% состоит из темной материи, – тоже является вопросом, на который пока нет ответа.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.