Третья галактика без темной материи оказалась частью уникальной системы
Команда астрономов под руководством ученых из Йельского университета (США) обнаружила третью галактику, лишенную темной материи — гипотетического невидимого вещества, которое благодаря своей гравитации удерживает звездные системы от распада. Объект, получивший название NGC 1052-DF9 (или DF9), расположен примерно в 67 млн световых лет от Земли и входит в ранее неизвестную линейную структуру галактик. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Темная материя служит гравитационным «каркасом», который собирает газ, пыль и звезды вместе. Она не поглощает, не отражает и не излучает свет, поэтому ее невозможно увидеть. О существовании этой субстанции ученые судят по гравитационному воздействию на видимые объекты. По оценкам, темная материя составляет около 27% Вселенной и примерно в шесть раз превосходит по массе обычное вещество.
Для детального изучения DF9 исследователи использовали спектрограф Keck Cosmic Web Imager (KCWI), установленный в обсерватории на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях.
Измерив скорость движения звезд внутри DF9, ученые установили, что общая масса объекта составляет около 100 млн масс Солнца. Это соответствует количеству видимого вещества для галактики такого размера и не указывает на наличие каких-либо посторонних веществ. Если бы DF9 содержала обычное для подобных объектов количество темной материи, ее масса превышала бы 10 млрд масс Солнца.
«Исключительно высокая точность KCWI позволила нам измерить чрезвычайно низкую массу DF9 с необходимой точностью и подтвердить практически полное отсутствие темной материи», — отметил автор исследования, астрофизик Майкл Кейм из Йельского университета.
Галактика DF9 находится рядом с двумя другими похожими системами — DF2 и DF4, которые также содержат крайне мало или вовсе не содержат темной материи. По мнению исследователей, все три объекта могли сформироваться одновременно в результате одного мощного события. Наиболее вероятным сценарием считается высокоскоростное столкновение двух галактик, в ходе которого газ отделился от темной материи — из него впоследствии возникли отдельные галактики. Подобная линейная система никогда ранее не наблюдалась.
«Почти в каждой галактике во Вселенной доминирует темная материя. DF2, DF4 и теперь DF9 оказались необычными исключенпиями. Эти данные дают одни из самых убедительных на сегодняшний день доказательств того, что эти галактики сформировались вместе в результате мощного события, которое разделило обычную материю и темную материю», — добавил Кейм.
Открытие может существенно повлиять на представления о формировании галактик и природе темной материи. Оно подтверждает более ранние исследования астронома и авторам исследования Питера ван Доккума, посвященные галактикам DF2 и DF4, которые указывали на то, что темная материя представляет собой самостоятельную форму вещества, а не эффект гравитации.
«До сих пор считалось, что галактики формируются внутри массивных гало темной материи. Однако эта система показывает, что в экстремальных условиях звезды и галактики могут возникать и вне таких гало. Кроме того, результаты указывают на то, что темная материя является реальным физическим веществом, способным существовать отдельно от обычной материи и газа. Это ставит под сомнение альтернативные теории, рассматривающие темную материю как эффект гравитации», — указал Кейм.
В настоящее время исследователи продолжают наблюдения с использованием других телескопов, включая новое устройство Mothra. Они рассчитывают обнаружить остатки газа, которые могли сохраниться после предполагаемого столкновения галактик.
