Обнаружена третья галактика, где почти нет темной материи

Галактики-призраки: почему третья находка без темной материи переворачивает представления о космосе

Астрономы нашли еще одну галактику, в которой почти нет темной материи. Объект NGC 1052-DF9 — третий в череде подобных аномалий. И это не случайность. Это вызов.

Представьте: вы смотрите на звездную систему, считаете всю видимую массу (звезды, газ, пыль), а гравитация ведет себя так, будто ничего лишнего нет. Обычно темная материя должна быть — она держит галактики, не дает им разлететься. Но здесь ее нет. Или почти нет.

Что такое ультрадиффузные галактики и почему это странно

Ультрадиффузные галактики — это призраки. Они очень тусклые, разреженные, их сложно заметить. NGC 1052-DF9 как раз такая. Она входит в группу галактик, где доминирует эллиптическая NGC 1052. Рядом уже нашли две похожие: DF2 и DF4. Все три — с дефицитом темной материи.

Почему это удивительно? Потому что обычная материя (барионное вещество) составляет всего 5% космоса. Остальное — темная материя и темная энергия. Если галактика может обходиться без нее, значит, наши модели эволюции Вселенной неполны. Или мы чего-то не понимаем.

Как измеряют недостачу

Ученые смотрят на разброс скоростей звезд и шаровых скоплений внутри галактики. Если скорости сильно различаются — значит, есть дополнительная гравитация от темной материи. В DF9 разброс низкий. Он совпадает с расчетами по обычной ньютоновской гравитации, учитывающей только видимую массу. Это прямое доказательство: темной материи нет.

Споры вокруг DF2 в 2018 году были жесткими. Сомневались в расстоянии: если оно другое, то и масса другая. Но телескоп Hubble подтвердил — 20 мегапарсеков примерно. Теперь данные по DF9 укрепили картину. Все три галактики выстроились в линию — словно их кто-то рассыпал вдоль одной траектории.

«Система NGC 1052 — естественная лаборатория для проверки гипотез. Если вы сможете объяснить, как три галактики потеряли темную материю, вы, возможно, поймете, как она вообще распределяется во Вселенной».

Теория космического столкновения

Самое вероятное объяснение — масштабное столкновение. Две карликовые галактики, полные газа, встретились. Газ тормозится, сжимается, из него рождаются новые звезды. А темная материя? Она не взаимодействует с обычным веществом. Ее гало просто проходят друг сквозь друга, не замечая препятствий. В результате газ и новые звезды остаются в центре, а темная материя улетает дальше.

Это похоже на то, что мы видим в знаменитом Bullet Cluster — столкновении скоплений галактик. Там тоже разделились барионная масса и темная материя. Только в случае DF9 событие было масштабом поменьше, но механизм тот же.

Сравнение трех аномалий

Все три — примерно на одинаковом расстоянии, все — ультрадиффузные, все — без темной материи. Случайность? Вряд ли. Скорее это цепочка, оставшаяся после древнего столкновения.

Как ученые проверяют расстояние (микро-инструкция)

Чтобы убедиться, что галактика действительно без темной материи, нужно точно знать расстояние. Шаги такие:

• Шаг 1. Найти в галактике яркие объекты с известной светимостью — например, шаровые скопления или звезды-гиганты.
• Шаг 2. Измерить их видимую яркость и сравнить с истинной. Разница даст расстояние.
• Шаг 3. Использовать спектроскопию для оценки красного смещения — это второй независимый метод.
• Шаг 4. Если оба метода сходятся, расстояние достоверно. Тогда можно считать массу.

Для DF9 все эти шаги пройдены. Данные надежны.

Личное наблюдение. Когда я читал первые споры про DF2, многие коллеги скептически фыркали. Но после подтверждения от Hubble и появления DF4, а теперь и DF9 — дискуссия утихла. Наука так работает: аномалия превращается в закономерность.

Резюме от автора

Три галактики без темной материи — не причуда природы. Это ключ к пониманию того, как рождаются и развиваются звездные системы. Либо мы имеем дело с особым типом столкновений, либо наша теория темной материи требует доработки. В любом случае, NGC 1052 — самая интересная группа галактик в ближайшей Вселенной. Следите за новостями: ученые уже ищут DF10, DF11 и дальше вдоль той же цепочки.