Ученые нашли галактику без темной материи

Мэри ХолтонБи-би-си

Расплывчатый "шарик" с другими галактиками позади него. — Image captionИзображение с телескопа "Хаббл": обнаруженная галактика настолько тусклая, что сквозь нее можно увидеть и другие.

Ученые обнаружили необычайно прозрачную галактику, размером примерно равную Млечному Пути. Она может стать источником уникальной информации для астрофизиков.

Объект под кодовым названием NGC1052-DF2 выглядит так, будто в нем отсутствует темная материя.

Если это подтвердится, то эта галактика может оказаться первой в своем роде - состоящей только из барионной (видимой) материи.

Современная физическая теория постулирует, что большая часть массы Вселенной приходится на темную материю. При этом о существовании ее можно судить лишь по косвенным признакам, таким как взаимодействие с барионной материей.

Статья опубликована в журнале Nature.

В художественном произведении изображено гало (голубое свечение) темно материи, которое выходит за видимые пределы галактики. — Image captionНа рисунке изображено гало (голубое свечение) темной материи, которое выходит за видимые пределы галактики.

Призрачное свечение

Авторы исследования изначально не стремились найти галактику, в которой отсутствует темное вещество. Они занимались изучением крупных ультрадиффузных галактик.

Они имеют те же размеры, что и спиральные галактики, с которыми наука хорошо знакома, но в них во много раз меньше звезд.

Когда профессор Питер ван Доккум, руководитель исследования, впервые заметил объект NGC1052-DF2, он "долго всматривался в изображение и пребывал просто в недоумении... оно выглядело как призрачное свечение в космосе", вспоминает он.

В этой галактике очень мало звезд, но многие из них сгруппированы в необычайно ярких "сгустках". Изучив их, ученые обнаружили, что суммарная масса их звезд составила всю массу этой галактики.

Что означало, что масса темной материи в ней просто-напросто отсутствует.

Image captionХудожественное изображение темной материи во Вселенной

"В галактиках темной материи примерно в пять раз больше, чем обычной", - объясняяет доктор Мишель Коллинз, физик из Университета Суррея (Великобритания), которая не принимала участия в этом исследовании.

"Чем дальше мы двигаемся по направлению от центра галактики, тем больше встречаем темной материи и меньше самих звезд. Гало темной материи в галактике имеет большую протяженность, чем сами звезды", - добавила она.

Они друг без друга не могут

Так как темная материя имеет большую массу, чем обычная, ученые считают, что первая удерживает газ, необходимый для формирования галактики.

"То есть эта галактика должна была образоваться иным путем: возможно, в результате реакций внутри газа, который течет по направлению к большей галактике или выходит из нее", - поясняет астрофизик из Университета штата Северная Каролина, доктор Кэтрин Мак.

На примере туманности Андромеды мы видим, что обычно в галактиках темной материи больше, чем обычной — Image captionНа примере туманности Андромеды мы видим, что обычно в галактиках темной материи намного больше, чем обычной

"Это относится не только к галактикам, - объясняет Доккум. - Вся Вселенная держится на темной материи".

Самым удивительным качеством найденной галактики, по мнению Мак, является то, что ее пример может доказать реальность темной материи, которая предсказана теоретически, но эмпирически учеными не наблюдалась.

Альтернативное объяснение того, что называется темной материей, могло бы заключаться в том, что это некий необъясненный эффект гравитации видимой материи. Однако тогда этот эффект наблюдался бы и в новой галактике.

"То есть все это может иметь смысл только при условии, что темная материя - присутствующая или отсутствующая в галактике - существует отдельно от обычной материи", - добавила Мак.

Команда ученых также готовит к публикации другую статью, в которой яркие сгустки звезд будут рассмотрены более пристально. Она может объяснить нам загадку галактики NGC1052-DF2.

Темные материалы

Однако прежде чем пересматривать теорию темной материи, нужно провести больше исследований относительно похожих объектов нашей Вселенной.

Image captionКосмический телескоп имени Джеймса Уэбба должен помочь ученым в изучении дальних галактик

"Нужно всегда быть осторожным с заявлениями о какой-то находке, - замечает Доккум. - Конечно, эта галактика - лучший кандидат на звание барионной галактики".

Доктор Коллинз не торопится утверждать, что данная галактика вообще не имеет гало темной материи.

Она считает, что во Вселенной могут существовать и другие галактики с необычными для современного научного знания характеристиками. Но для начала нужно убедиться в точности технологий, с помощью которых они могут быть изучены.

"Рядом с нами есть несколько галактик, которые имеют похожие характеристики, но еще более размыты", - пояснила она.

Доктор Ричард Мэсси, физик из Университета Дарема, с ней согласен.

"Я действительно очень впечатлен работой коллег, их выводы подкрепляют мнение о том, что нужно пристальнее наблюдать за подобными объектами на протяжении более длительного времени. Но пока я бы не стал делать глубоких заключений о сущности темной материи", - сказал он Би-би-си.

Аркадий Красильщиков

пятница, 30 марта 2018 г.