Починаючи з 1960-х, астрофізики постулювали, що крім усієї матерії, яку ми можемо бачити, Всесвіт також наповнена загадковою, невидимою масою. Відомий як "Темна матерія", його існування пропонувалося пояснити "зниклу масу" Всесвіту, і тепер вважається його фундаментальною частиною. Не тільки теоретично складати близько 80% маси Всесвіту, але також вважається, що він відігравав життєво важливу роль у формуванні та еволюції галактик.
Однак недавня знахідка може відкинути всю цю космологічну перспективу набік. На основі спостережень, зроблених за допомогою NASA / ESA Космічний телескоп Хаббл та інших обсерваторій по всьому світу астрономи знайшли сусідню галактику (NGC 1052-DF2), яка, схоже, не має жодної темної речовини. Цей об'єкт є унікальним серед досліджуваних до цього часу галактик і може змусити переоцінити наші переважаючі космологічні моделі.
Дослідження, в якому детально описуються їх результати, під назвою "Галактика, якій бракує темної речовини", нещодавно з'явилося у журналі Природа. Під керівництвом Пітера ван Докума з Єльського університету, у дослідження також входили члени Інституту астрономії Макса Планка, університету Сан-Хосе, обсерваторій Каліфорнійського університету, університету Торонто та Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.
Заради свого дослідження команда консультувала дані з телефото-масиву Dragonfly (DFA), який використовувався для ідентифікації NGC 1052-DF2. На основі даних від Хаббл, команда змогла визначити її відстань - 65 мільйонів світлових років від Сонячної системи - а також її розмір та яскравість. Крім того, команда виявила, що NGC 1052-DF52 більший за Чумацький Шлях, але містить приблизно в 250 разів менше зірок, що робить його ультрадифузною галактикою.
Як пояснив ван Докум, NGC 1052-DF2 настільки розсіяний, що він по суті прозорий. "Я провів годину, просто дивлячись на цей образ", - сказав він. "Ця річ вражає: гігантська крапля настільки рідка, що ви бачите за собою галактики. Це буквально проглядаюча галактика. "
Використовуючи дані опитування Sloan Digital Sky Survey (SDSS), обсерваторії Близнюків та обсерваторії Кека, команда більш детально вивчила галактику. Виміривши динамічні властивості десяти кульових скупчень навколо орбіти, команда змогла зробити незалежне значення маси галактики - порівнянне з масою зірок у галактиці.
Це привело команду до висновку, що або NGC 1052-DF2 містить щонайменше в 400 разів менше темної речовини, ніж прогнозується для галактики її маси, або взагалі жодної. Така знахідка є безпрецедентною в історії сучасної астрономії і протиставила всі прогнози. Як пояснила Еллісон Меррітт - астроном з Єльського університету, Інститут астрономії Макса Планка та співавтор доповіді:
"Вважається, що темна матерія є невід'ємною частиною всіх галактик - клей, який тримає їх разом, і основні риштування, на яких вони побудовані ... Не існує теорії, яка б передбачала ці типи галактик, - як ти насправді йдеш про формування однієї з цих речей, абсолютно невідомо ».
«Ця невидима таємнича речовина - це, безумовно, найбільш домінуючий аспект будь-якої галактики. Пошук галактики без будь-якої абсолютно несподіваний; він кидає виклик стандартним уявленням про те, як працюють галактики », - додав ван Докум.
Однак важливо зазначити, що відкриття галактики без темної матерії не спростовує теорію про існування темної матерії. По правді кажучи, це просто демонструє, що темна матерія і галактики здатні бути окремими, що може означати, що темна матерія пов'язана зі звичайною речовиною не силами, крім гравітації. Як такий, він фактично може допомогти вченим уточнити свої теорії темної матерії та її роль у формуванні та еволюції галактик.
Тим часом у дослідників вже є деякі ідеї щодо відсутності темної речовини у NGC 1052-DF2. З одного боку, це могло бути наслідком катаклізмової події, де народження безлічі масивних зірок викинуло всю газова і темну речовину. З іншого боку, зростання сусідньої масивної еліптичної галактики (NGC 1052) мільярди років тому міг зіграти роль у цьому дефіциті.
Однак ці теорії не пояснюють, як утворилася галактика. Для вирішення цього питання команда аналізує зображення, які Хаббл зробив з 23 інших ультрадифузних галактик для отримання більш галактик з дефіцитом темної речовини. Вже зараз вони знайшли три, схожі на NGC 1052-DF2, що може вказувати на те, що галактики з дефіцитом темної речовини можуть бути відносно поширеною явищем.
Якщо ці останні висновки демонструють що-небудь, це те, що Всесвіт - це як цибуля. Тільки коли ви думаєте, що це ви зрозуміли, ви знімаєте додатковий шар і знаходите цілий новий набір загадок. Вони також демонструють, що після 28 років вірного служіння Космічний телескоп Хаббл все ще здатний навчити нас новому. Хороша річ і те, що старт його наступника затягнувся до 2020 року!
