Темная материя ставит перед астрономами новые вопросы

В статье, опубликованной в Астрофизическом Журнале, астрономы Университета Техаса в Остине сообщают, что они наткнулись на необыкновенную галактику, которая может подтвердить оспариваемую теорию о темной материи.

Темная материя — это материя, которая не испускает никакого света, но определяется ее гравитационным воздействием на обычную материю. Впервые она была открыта в 1970-х годах при изучении спиральных галактик, чьи внешние области вращались слишком быстро, чтобы быть управляемыми видимыми звездами и газом в этих областях.

Астрономы пришли к выводу, что должно быть больше невидимой массы. Десятилетия наблюдений галактик показали, что почти во всех галактиках содержится огромное количество этой «темной материи», и что темной материи в пять раз больше, чем нормальной, видимой материи во Вселенной.

Тем не менее, несколько недавних исследований показали, что некоторые галактики не следуют той же схеме, что и «богатые темной материей» галактики, обнаруженные с 1970-х годов. Эти исследования показали, что галактики возрастом около 10 миллиардов лет назад, не содержат ожидаемого количества темной материи.

Все это может означать, что галактики в то время не имели много темной материи, но приобрели ее позже, в какой-то момент за последние 10 миллиардов лет. Если это так, то возникает вопрос о нашем фундаментальном понимании того, как образуются галактики.

Галактика DSFG850.95 была изучена с помощью телескопа Kekc, полученные данные предоставили чрезвычайно подробный отчет о скорости вращения галактики от центра на всем пути до ее дальних пределов. Называемое «кривой вращения», это измерение используется астрономами для определения количества темной материи в галактике.

Исследователи сразу признали, что они нашли что-то необычное: эта галактика, образовавшаяся 9 миллиардов лет назад, содержит всю ожидаемую темную материю, которую предсказывает теория.

Это контрастирует с исследованием 2017 года, в котором утверждалось, что галактики в той космической эпохе, около 10 миллиардов лет назад, «могут не иметь столько темной материи, и что они в корне отличаются от галактик в современной Вселенной».  «Галактика, которую мы нашли, является ярким контрпримером того, где темная материя ведет себя нормальным образом, как в современной Вселенной» — говорят астрономы.

Суть в том, что «эта галактика делает то, что не ожидается от галактик, подобных ей, и это первое твердое подтверждение того, что то, что происходит в галактиках в современной Вселенной, совпадает с тем, что произошло в ранней Вселенной».

Ученые планирует продолжить дальнейшие исследования галактик в своем продолжающемся проекте с телескопом ALMA.

Patrick M. Drew et al. Evidence of a Flat Outer Rotation Curve in a Star-bursting Disk Galaxy at z = 1.6, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aaedbf , https://arxiv.org/abs/1811.01958