Ученые выяснили, как галактики могут существовать без темной материи

Прочитано: 62 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


В новом исследовании Nature Astronomy международная группа под руководством астрофизиков из Калифорнийского университета в Ирвине и Колледже Помоны сообщает, как, когда крошечные галактики сталкиваются с более крупными, более крупные галактики могут лишить меньшие галактики их темной материи — материи, которую мы не может видеть напрямую, но который, по мнению астрофизиков, должен существовать, потому что без его гравитационных эффектов они не могли бы объяснить такие вещи, как движение звезд галактики.

Это механизм, который может объяснить, как галактики могут существовать без темной материи — что-то, что когда-то считалось невозможным.

Это началось в 2018 году, когда астрофизики Шани Даниэли и Питер ван Доккум из Принстонского и Йельского университетов наблюдали две галактики, которые, казалось, существовали без большей части своей темной материи.

«Мы ожидали больших долей темной материи», — сказал Даниэли, соавтор последнего исследования. «Это было довольно неожиданно и, честно говоря, очень повезло».

Удачная находка, о которой ван Доккум и Даниэли сообщили в статье Nature в 2018 году и в статье Astrophysical Journal Letters в 2020 году, вызвала смятение в парадигме галактик, нуждающихся в темной материи, потенциально перевернув то, что астрофизики стали рассматривать как Стандартная модель того, как работают галактики.


«За последние 40 лет было установлено, что в галактиках есть темная материя», — сказал Хорхе Морено, профессор астрономии в колледже Помона, который является ведущим автором новой статьи. «В частности, маломассивные галактики, как правило, имеют значительно более высокие доли темной материи, что делает открытие Даниэли довольно неожиданным. Для многих из нас это означало, что наше нынешнее понимание того, как темная материя помогает галактикам расти, требовало срочного пересмотра».

Команда запустила компьютерные модели, имитирующие эволюцию части Вселенной — около 60 миллионов световых лет в поперечнике — начиная вскоре после Большого взрыва и вплоть до настоящего времени.

Команда обнаружила семь галактик, лишенных темной материи. После нескольких столкновений с соседними галактиками, в 1000 раз более массивными, они лишились большей части своего материала, не оставив после себя ничего, кроме звезд и некоторого количества остаточной темной материи.

«Это была чистая случайность», — сказал Морено. «В тот момент, когда я сделал первые изображения, я сразу же поделился ими с Даниэли и пригласил ее к сотрудничеству».

Роберт Фельдманн, профессор Цюрихского университета, разработавший новое моделирование, сказал, что «эта теоретическая работа показывает, что галактики с дефицитом темной материи должны быть очень распространены, особенно вблизи массивных галактик».

Джеймс Баллок из UCI, астрофизик, всемирно известный эксперт по галактикам с малой массой, описал, как он и его команда построили свою модель не только для того, чтобы создавать галактики без темной материи. никоим образом не был разработан для создания столкновений, которые они в конечном итоге обнаружили. «Мы не предполагаем взаимодействия», — сказал Буллок.

Подтверждение того, что отсутствие темной материи в галактиках можно объяснить во Вселенной, где много темной материи, является вздохом облегчения для таких исследователей, как Буллок, чья карьера и все, что он в ней обнаружил, зависит от темной материи, которая заставляет галактики вести себя так, как они себя ведут. .

«Наблюдение, что существуют галактики, свободные от темной материи, немного беспокоило меня». — сказал Буллок. «У нас есть успешная модель, разработанная за десятилетия напряженной работы, согласно которой большая часть материи в космосе темная. Всегда есть вероятность, что природа нас обманывала».

Но, по словам Морено, «не нужно избавляться от стандартной парадигмы темной материи».

Теперь, когда астрофизики знают, как галактика может потерять свою темную материю, Морено и его сотрудники надеются, что результаты вдохновят исследователей, которые смотрят в ночное небо на поиски массивных галактик в реальном мире, в которых они могут находиться в процессе отделения темной материи от более мелких.

«Это еще не значит, что эта модель верна», — сказал Буллок. «Настоящим испытанием будет увидеть, существуют ли эти вещи с частотой и общими характеристиками, которые соответствуют нашим прогнозам».

В рамках этой новой работы Морено, имеющий местные корни, получил разрешение от лидеров чероки назвать семь галактик, свободных от темной материи, обнаруженных в их симуляциях, в честь семи кланов чероки.

«Я чувствую личную связь с этими галактиками», — сказал Морено, добавив, что так же, как более массивные галактики лишили меньшие галактики их темной материи , «многие люди коренного происхождения были лишены нашей культуры. Но наше ядро ​​остается, и мы все еще процветаем».

Ученые выяснили, как галактики могут существовать без темной материи



Новости партнеров