Обнаружили загадочную галактику без тёмной материи
Группа астрономов во главе с Питером ван Доккумом из Йельского университета ошеломила научное сообщество три года назад, открыв NGC 1052-DF2 — далекую галактику с небольшим количеством темной материи. Новый анализ подтвердил эти данные. Более того, ученые заключили, что NGC 1052-DF2 может и вовсе не содержать темной материи. Открытие, сделанное с помощью космического телескопа «Хаббл», бросает вызов давним представлениям о том, как галактики образуются и развиваются.
Считалось, что темная материя — невидимая субструктура, составляющая большую часть массы Вселенной, — напрямую влияет на образование и структурирование галактик. Поэтому перед научным сообществом встал вопрос о возможности существования галактики с таким небольшим количеством темной материи. Некоторые астрономы поставили под сомнение выводы группы Ван Доккума, в частности они усомнились в точности расчетов расстояния NGC 1052-DF2 от Земли. Теперь Ван Доккум и аспирант Йельского университета Зили Шен уточнили расстояние до галактики и подтвердили оригинальные результаты в новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal Letters.
«Мы пошли на риск с нашими первоначальными наблюдениями этой галактики в 2018 году. Я думаю, что люди были правы, сомневаясь в результатах, поскольку они очень необычны. Было бы неплохо, если бы существовало простое объяснение полученных выводов – например, неверное расстояние. Но я думаю, что будет веселее и интереснее, если эта галактика и впрямь окажется такой странной», – Питер ван Доккум. Исследователи рассчитали общую массу NGC 1052-DF2, используя движение звезд внутри галактики, на скорость которых влияет сила тяжести. По словам астрономов, наблюдаемая звездная масса, которая меняется с расстоянием, совпадает с общей массой галактики, оставляя мало места для темной материи.
Если бы NGC 1052-DF2 находилась ближе к Земле, она была бы намного менее массивной, что сказалось бы на расчетах массы темной материи и объяснило бы противоречивые результаты первоначального исследования. В первом исследовании команда Ван Доккума определила, что NGC 1052-DF2 находится на расстоянии 65 миллионов световых лет от нас, тогда как другие независимые исследовательские группы подсчитали, что расстояние составляет 42 миллиона световых лет. Ван Доккум и Шен использовали усовершенствованную камеру «Хаббла», чтобы получить изображения галактики с большой выдержкой для уточненного определения расстояния. Они использовали яркость старых красных массивных звезд на краях NGC 1052-DF2, чтобы вычислить расстояние от Земли.
По словам Шена, самые яркие красные гиганты являются надежным индикатором расстояния до окружающих галактик. Они подсчитали, что расстояние составляет 72 миллиона световых лет, что практически подтвердило результаты предыдущего исследования и еще более уменьшило предполагаемую массу темной материи в галактике. Бывший астроном Йельского университета Шани Даниэли из Института перспективных исследований обнаружил вторую галактику — NGC 1052-DF4 — почти лишенную темной материи после оригинального исследования ван Доккума в 2018 году. В 2020 году отдельная исследовательская группа обнаружила еще 19 карликовых галактик, которые также могут быть лишены темной материи. Тайна того, как могут появляться галактики без темной материи, остается нерешенной. По словам Шена, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, но ученым предстоит добиться решения этой задачи.
