Дев'ятнадцять нещодавно виявлених карликових галактик, здається, не вистачає своєї темної речовини, і фізики не знають, чому.
Знахідка різко збільшує кількість галактик, яким, здається, не вистачає темної матерії, таємничого, невидимого матеріалу, який здійснює гравітаційний потяг, але не випромінює світла. Вважається, що темна речовина є ключовим інгредієнтом утворення галактик, її сила тяжіння об'єднує атоми газу для утворення галактик. Ми можемо сказати, що темна матерія присутня в галактиці, тому що вона робить матір у цій галактиці швидшим, ніж це було б, якби матерія, яку ми бачимо, складала всю масу галактики. Це швидше завихрення виявилося в кожній галактиці, яке можна було точно виміряти. Однак останнім часом дослідники виявили, що певні маленькі галактики, включаючи ці 19, поводяться так, ніби в них переважають баріони - частинки, що складають звичайну матерію. Доказів їх невидимих ореолів темної речовини немає.
Кайл Оман, астрофізик з Даремського університету у Великобританії, який не був причетний до цього відкриття, заявив, що ці галактики складають найдовший список очевидних об'єктів, що не містять темних речовин, про які ще повідомлялося. Але вони не перші.
Найбільш поширене відкриття галактики, якій, здавалося б, не вистачало темної матерії, припало на березень 2018 року. Команда астрофізиків на чолі з Пітером ван Доккумом, астрофізиком Єльського університету, показала, що середня швидкість кульових скупчень у галактиці NGC 1052-DF2 відповідає модель галактики, що є лише баріонами, хоча багато хто сумнівався у достовірності результату, як повідомляла Live Science.
Найновіший документ, опублікований 25 листопада в журналі Nature Astronomy, визначив 19 галактик, що не містять темних речовин, використовуючи той самий метод.
"Ці криві обертання H1 є більш точними", ніж метод, який використовує команда ван Доккума, - сказав Тілл Савала, астрофізик з Гельсінського університету. Однак, за його словами, все ще існують "систематичні невизначеності" в вимірах, які ще належить вирішити.
Наприклад, якщо кут галактики-господаря відносно Землі неправильно виміряний, це може призвести до обчислень, сказав Оман. І такі події, як супернові, можуть пришвидшити газ у звичайній галактиці, створюючи криві обертання, які виглядають із Землі як галактики в цьому новому документі, сказав Савала. Так чи інакше, для підтвердження твердої заявки на відсутність матерії потрібно більше подальшої роботи, зазначають усі експерти (включаючи авторів дослідження).
Якщо виявиться, що певним галактикам не вистачає нормальної кількості темної речовини, проте це проблема для сучасних теорій того, як утворився Всесвіт.
Фізики пояснюють, як утворився і поводиться Всесвіт, використовуючи модель, відому як Ламбда-холодна темна речовина (ΛCDM). У ньому описані три ключові особливості Всесвіту: космологічна константа (Λ), темна речовина і темна енергія.
SaidCDM пояснює спосіб формування галактик, сказав Савала, і він не може легко пояснити, як ці конкретні галактики могли утворитися без темної матерії.
Деякі приклади, які з'явилися, сказав Оман, можна пояснити ΛCDM. Наприклад, карликові галактики посеред щільних скупчень галактик мають багато інших джерел гравітації навколо, щоб позбавити їх темну речовину. Але в цій роботі, зазначає Оман, деякі галактики, що не мають темної речовини, є одинокими, далеко не будь-якими іншими джерелами гравітації.
"Це виклик", - сказав Оман.
Деякі дослідники представили докази темних галактик без матерії як ударного удару в битві між ΛCDM та іншим набором теорій, відомим як Модифікована ньютонівська динаміка (MOND). Теорії MOND відкидають темну речовину на користь настроїв фізики гравітації. Оскільки гравітація повинна діяти скрізь у Всесвіті, MOND передбачає, що те, що ми називаємо темною речовиною, також повинно бути скрізь, включаючи кожну галактику. Але якщо ці галактики порушують MOND, вони також порушують ΛCDM, тож насправді це не ударний удар для MOND, сказав Савала.
Фізики сказали, що єдиний спосіб з'ясувати, що відбувається, - вивчити ці галактики набагато детальніше, використовуючи різні інструменти, і підтвердити, що те, що, здається, там відбувається насправді.
