Тёмная материя считается одним из важнейших компонентов современной космологии. Именно она, согласно существующей модели Вселенной, создаёт невидимый гравитационный каркас, вокруг которого формируются галактики. Хотя тёмную материю до сих пор не удалось зарегистрировать напрямую, многочисленные наблюдения показывают, что её гравитационное влияние определяет движение звёзд, поведение галактик и образование крупных космических структур.
Именно поэтому обнаружение галактики, в которой практически отсутствует тёмная материя, становится настоящей научной сенсацией. Международная группа астрономов сообщила об открытии уже третьей подобной галактики. Новый объект получил обозначение NGC 1052-DF9, и его изучение может существенно изменить представления учёных о том, как возникают и эволюционируют галактики.
Что такое тёмная материя
Несмотря на название, тёмная материя вовсе не является обычным веществом тёмного цвета.
Это гипотетическая форма материи, которая:
- не испускает свет;
- не отражает электромагнитное излучение;
- практически не взаимодействует с обычным веществом;
- проявляет себя главным образом через гравитацию.
По современным оценкам, около 85% всей материи во Вселенной приходится именно на тёмную материю. Видимые звёзды, планеты, газ и пыль составляют лишь небольшую часть общей массы космоса.
Почему существование тёмной материи считается необходимым
Ещё в XX веке астрономы заметили, что звёзды на окраинах галактик движутся значительно быстрее, чем позволяют расчёты, основанные только на видимом веществе.
Если учитывать лишь массу звёзд и газа, многие галактики просто не смогли бы существовать: они должны были бы постепенно распасться.
Однако этого не происходит.
Самым распространённым объяснением стало существование огромных невидимых гало из тёмной материи, которые удерживают галактики своей гравитацией.
Именно эта модель успешно объясняет множество космологических наблюдений.
Почему новое открытие оказалось неожиданным
Новая галактика демонстрирует совершенно необычные свойства.
По расчётам исследователей, её масса практически полностью объясняется обычным веществом — звёздами и газом.
Признаков значительного вклада тёмной материи обнаружить не удалось.
Подобный результат противоречит традиционным представлениям, согласно которым каждая галактика должна формироваться внутри массивного гало из тёмной материи.
Это уже не первый подобный объект
Несколько лет назад внимание астрономов привлекли две необычные галактики — NGC 1052-DF2 и NGC 1052-DF4.
Обе они также оказались практически лишёнными тёмной материи.
Тогда многие специалисты предполагали, что речь может идти об очень редком исключении или даже о погрешности измерений.
Однако обнаружение третьего аналогичного объекта значительно усиливает уверенность исследователей в том, что подобные галактики действительно существуют.
Все три галактики находятся рядом друг с другом
Особенно интересным оказалось расположение новых объектов.
Все три галактики находятся в области галактической группы вокруг эллиптической галактики NGC 1052.
Более того, они образуют почти прямолинейную структуру.
Подобное совпадение выглядит маловероятным случайным образом.
Именно это наблюдение позволило учёным выдвинуть новую гипотезу происхождения необычных объектов.
Возможная причина — гигантское столкновение галактик
Исследователи считают наиболее вероятным объяснением древнее столкновение двух крупных галактик.
Во время подобных космических катастроф происходят чрезвычайно сложные процессы.
Газовые облака сталкиваются между собой.
Образуются мощные ударные волны.
Огромные массы вещества выбрасываются далеко за пределы исходных галактик.
Из выброшенного газа впоследствии могут формироваться новые карликовые галактики.
Если такой сценарий верен, часть новых объектов могла возникнуть практически без собственного запаса тёмной материи.
Почему это не опровергает существование тёмной материи
На первый взгляд может показаться, что подобное открытие ставит под сомнение всю современную космологию.
На самом деле ситуация значительно сложнее.
Большинство известных галактик по-прежнему демонстрируют явные признаки присутствия тёмной материи.
Именно поэтому исследователи рассматривают новые объекты скорее как редкие исключения, чем как опровержение существующей модели.
Напротив, существование подобных галактик может помочь лучше понять физические свойства самой тёмной материи.
Как удалось определить отсутствие тёмной материи
Учёные измерили скорости движения звёзд внутри галактики.
Если бы вокруг неё находилось массивное гало из тёмной материи, звёзды двигались бы значительно быстрее.
Однако измеренные скорости оказались неожиданно низкими.
Из этого следует, что вся наблюдаемая гравитация практически полностью объясняется обычной материей.
Подобные измерения требуют исключительно высокой точности и выполняются при помощи крупнейших наземных телескопов.
Почему подобные объекты особенно ценны
Большинство исследований тёмной материи строится на косвенных признаках её присутствия.
Галактики без тёмной материи дают возможность изучить ситуацию с противоположной стороны.
Они позволяют проверить:
- насколько универсальны современные модели формирования галактик;
- всегда ли тёмная материя необходима для образования звёздных систем;
- каким образом происходит разделение обычного вещества и тёмной материи при столкновениях галактик;
- существуют ли ещё неизвестные механизмы образования карликовых галактик.
Какие вопросы остаются без ответа
Несмотря на важность открытия, многое пока остаётся неизвестным.
Исследователи хотят выяснить:
- действительно ли все три галактики возникли одновременно;
- насколько часто встречаются подобные объекты;
- существуют ли галактики без тёмной материи за пределами группы NGC 1052;
- можно ли воспроизвести их образование с помощью компьютерных моделей.
Ответы на эти вопросы помогут уточнить существующие космологические теории.
Что означает открытие для современной науки
За последние десятилетия астрономы обнаружили множество косвенных свидетельств существования тёмной материи. Новая находка не отменяет этих результатов, однако показывает, что процессы формирования галактик могут быть значительно разнообразнее, чем предполагалось ранее.
Если гипотеза о происхождении NGC 1052-DF9 в результате древнего столкновения подтвердится, это станет первым убедительным примером образования галактик практически без участия тёмной материи. Такое открытие поможет лучше понять взаимодействие обычного вещества и невидимой массы в масштабах Вселенной.
Почему исследование имеет большое значение
Каждый новый объект, не укладывающийся в привычные представления, становится своеобразной проверкой современной физики. Третья обнаруженная галактика с практически полным отсутствием тёмной материи существенно усиливает аргументы в пользу того, что подобные системы действительно существуют, а не являются следствием ошибок наблюдений.
Теперь перед астрономами стоит новая задача — выяснить, насколько распространены такие необычные галактики и способны ли существующие модели объяснить их происхождение. Ответ на этот вопрос может привести не к отказу от теории тёмной материи, а к более глубокому пониманию процессов, благодаря которым формировалась современная Вселенная.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
Отличная новость потому как они уже надоели с темной материей. Это поможет прояснить ситуацию в целом.