Движение карликовых галактик ставит новые вопросы
Карликовые галактики-спутники были замечены астрономами за движением вокруг одной из самых близких к нам галактик Центавр A в скоординированном цикле, а не в случайном порядке, как то предсказывает теория.
Это открытие может вызвать проблемы для стандартных теорий космологии, в том числе о роли загадочной темной материи в образовании галактик, говорят астрономы в Science.
Эти наблюдения указывают на то, что «мы чего-то не замечаем, какая-то важная часть ускользает от нас» в понимании темной материи и того, как образуются галактики, говорит соавтор исследования Оливер Мюллер, астроном из Университета Базеля в Швейцарии.
Моделирование того, как формируются крупномасштабные космические структуры, показывают, что галактики связаны обширной сетью темной материи, таинственным веществом, которое составляет большую часть материи вселенной, но взаимодействует с обычным веществом только через гравитацию. Согласно этим симуляциям, наибольшие галактики образуются там, где нити темной материи пересекаются.
Меньшие карликовые галактики движутся к пересечениям вдоль длинной темной материи, подобно автомобилям на дорогах, ведущих в город. В симуляциях эти темные материальные магистрали соединяют крупные галактические хабы со всех сторон, поэтому малые галактики должны случайно «зацепиться» вокруг центральной галактики-хозяина.
Но это не соответствуют тому, что наблюдалось в локальной вселенной. Исследования показывают, что как Млечный Путь, так и близлежащая к нам галактика Андромеды имеют спутники, которые вращаются в одной плоскости и в том же направлении, подобно тому, как планеты в Солнечной системе вращаются вокруг Солнца.
«Млечный путь и Андромеда — хорошие системы, чтобы показать, что происходит что-то странное», — говорит Мюллер. Ученые задавались вопросом, был ли эффект ограничен только этими двумя галактиками, которые находятся в одном галактическом семействе, называемом «Местная группа».
Центавр А, линзовидная галактика расположенная на расстоянии около 12 миллионов световых лет от Земли, является первой системой галактик, наблюдаемой за пределами местной группы, спутники которой движутся в согласованном порядке. «Наша работа теперь показывает, что у других групп это странное явление также происходит», — говорит Мюллер.
Спутники Центавра А расположены, по крайней мере, в одном плоском диске, который можно увидеть с точки зрения наблюдателя с Земли. Это явление, первоначально наблюдавшееся в 2015 году, — «космическая удача», — говорит Мюллер. Это позволяет астрономам измерять скорости карликовых галактик в направлении к Земле и от Земли. Если спутники действительно вращаются вокруг Центавра А, а не просто выстроились в очередь, то некоторые должны двигаться к Земле,а некоторые наоборот от Земли.
Именно это обнаружил Мюллер и его коллеги. Команда проанализировала изображения Центавра А и ее спутников с космического телескопа Хаббла и телескопа Паркс в Австралии. Наблюдения подтвердили, что галактики лежат в одной, относительно тонкой плоскости — толщиной около 225 000 световых лет и шириной 2 миллиона световых лет.
Измерение движений 16 карликовых галактик показало, что 14 следуют последовательной схеме. Большинство галактик, которые лежат выше Центавра А с точки зрения Земли, движутся к Земле, но галактики находящиеся ниже движутся от Земли. Все это говорит о том, что галактики вращаются вокруг Центавра А.
Команда Мюллера планирует измерить скорости для еще 15 спутниковых галактик. Если подобная схема будет справедлива и для них, то это может заставить астрономов переосмыслить, как темная материя влияет на формирование космических структур.
Больше информации: O. Müller et al. A whirling plane of satellite galaxies around Centaurus A challenges cold dark matter cosmology. Science. Vol. 359, February 2, 2018, p. 534. Doi:10.1126/science.aao1858