Темная материя замедляет вращение галактической перемычки Млечного Пути

Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Оксфордского университета, вращение галактической перемычки Млечного Пути, состоящей из миллиардов сгруппированных звезд, замедлилось примерно на четверть с момента ее образования.

В течение 30 лет астрофизики предсказывали такое замедление, но это первый раз, когда оно было измерено.

Исследователи говорят, что измерение дает новое понимание природы темной материи, которая действует как противовес, замедляющий вращение.

В исследовании астрономы проанализировали наблюдения космического телескопа Gaia большой группы звезд, потока Геркулеса, которые находятся в резонансе с перемычкой, то есть вращаются вокруг галактики в точке с той же скоростью, что и вращение перемычки.

Эти звезды гравитационно захвачены вращающейся перемычкой. Если вращение замедлится, можно ожидать, что эти звезды будут двигаться дальше по галактике, сохраняя свой орбитальный период, совпадающий с периодом вращения перемычки.

Исследователи обнаружили, что звезды в потоке несут химический отпечаток — они богаче более тяжелыми элементами (называемыми в астрономии металлами), доказав, что они улетели из центра Галактики, где звезды и звездообразующий газ примерно в 10 раз более богаты металлами по сравнению с внешней галактикой.

Используя эти данные, астрономы пришли к выводу, что полоса, состоящая из миллиардов звезд и триллионов солнечных масс, замедлила свое вращение как минимум на 24% с момента своего образования.

«Астрофизики давно подозревали, что вращающаяся полоса в центре нашей галактики замедляется, но мы нашли первые доказательства этого» — говорят ученые.

«Противовесом, замедляющим это вращение, должна быть темная материя. До сих пор мы могли сделать вывод о темной материи только путем картирования гравитационного потенциала галактик и вычитания вклада видимой материи».

«Наше исследование обеспечивает новый тип измерения темной материи — не ее гравитационной энергии, а ее инертной массы (динамического отклика), которая замедляет вращение галактической перемычки».

Считается, что Млечный Путь, как и другие галактики, заключен в «ореол» темной материи, который простирается далеко за пределы его видимого края.

Темная материя невидима, и ее природа неизвестна, но о ее существовании можно судить по тому, что галактики ведут себя так, как если бы они были покрыты значительно большей массой, чем мы можем видеть. Считается, что во Вселенной примерно в пять раз больше темной материи, чем обычной видимой материи.

Альтернативные теории гравитации, такие как модифицированная ньютоновская динамика, отвергают идею темной материи, вместо этого пытаясь объяснить расхождения путем настройки общей теории относительности Эйнштейна.

Млечный Путь — это спиральная галактика с перемычкой — толстой полосой звезд посередине и спиральными рукавами, проходящими через диск за пределами перемычки. Полоса вращается в том же направлении, что и вся галактика.

Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.