Данные телескопа Хаббла подтверждают, что в галактиках отсутствует темная материя

«Определение точного расстояния до DF2 было ключевым моментом в подтверждении наших предыдущих результатов», — заявил Даниэли. «Новое измерение, представленное в этом исследовании, имеет решающее значение для оценки физических свойств галактики, тем самым подтверждая отсутствие в ней темной материи».

Результаты основаны на 40 орбитах космического телескопа НАСА им. Хаббла, с изображениями, полученными с помощью усовершенствованной камеры для обзоров, и анализа «кончика ветви красных гигантов» (TRGB), золотого стандарта для таких точных измерений. В 2019 году команда опубликовала результаты измерения расстояния до соседнего UDG NGC1052-DF4 (DF4) на основе 12 орбит Хаббла и анализа TRGB, которые предоставили убедительные доказательства отсутствия темной материи. Этот предпочтительный метод расширяет исследования группы 2018 года, которые полагались на «колебания поверхностной яркости» для измерения расстояния. Обе галактики были обнаружены телеобъективом Dragonfly в обсерватории New Mexico Skies.

«Мы пошли на риск при наших первых наблюдениях Хаббла этой галактики в 2018 году», — сказал ван Доккум. «Я думаю, что люди были правы, ставя под сомнение это, потому что это такой необычный результат. Было бы неплохо, если бы было простое объяснение, вроде неверного расстояния. Но я думаю, что это будет веселее и интереснее, если это действительно странная галактика ».

Результаты Хаббла не только подтвердили ранее полученные данные о расстоянии, но и показали, что галактики расположены немного дальше, чем предполагалось ранее, что подтверждает тот факт, что они содержат мало или совсем не содержат темной материи. Если бы DF2 был ближе к Земле, как утверждают некоторые астрономы, он был бы по своей природе более слабым и менее массивным, и галактике потребовалась бы темная материя для объяснения наблюдаемых эффектов общей массы.

Темная материя широко считается важным компонентом галактик, но это исследование дает дополнительные доказательства того, что ее присутствие не может быть неизбежным. Хотя темную материю еще предстоит наблюдать напрямую, ее гравитационное влияние похоже на клей, который скрепляет галактики и управляет движением видимой материи. В случае DF2 и DF4 исследователи смогли объяснить движение звезд, основываясь только на звездной массе, что свидетельствует об отсутствии или отсутствии темной материи. Как ни странно, обнаружение галактик с дефицитом темной материи, вероятно, поможет раскрыть ее загадочную природу и даст новое понимание галактической эволюции.

Хотя DF2 и DF4 сравнимы по размеру с галактикой Млечный Путь, их общая масса составляет всего около одного процента от массы Млечного Пути. Было также обнаружено, что эти ультрадиффузные галактики имеют большую популяцию особо ярких шаровых скоплений.

Это исследование вызвало большой научный интерес, а также бурную дискуссию среди сторонников альтернативных теорий темной материи, таких как Модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Однако с учетом последних результатов команды, включая относительные расстояния между двумя UDG и NGC1052, такие альтернативные теории кажутся менее вероятными. Кроме того, теперь есть небольшая неопределенность в измерениях расстояния, проведенных командой, учитывая использование метода TRGB. Основанный на фундаментальной физике, этот метод основан на наблюдении за красными звездами-гигантами, которые испускают вспышку после сжигания своего запаса гелия, что всегда происходит с одинаковой яркостью.

«Есть поговорка, что экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и новое измерение расстояний убедительно подтверждает наши предыдущие выводы о том, что в DF2 отсутствует темная материя», — заявил Шен. «Теперь пора выйти за рамки споров о расстоянии и сосредоточиться на том, как появились такие галактики».

Двигаясь вперед, исследователи будут продолжать поиски большего количества этих необычных галактик, одновременно рассматривая ряд вопросов, таких как: Как образуются UDG? Что они говорят нам о стандартных космологических моделях? Насколько распространены эти галактики и какими еще уникальными свойствами они обладают? Чтобы решить эти загадки и решить главный вопрос о том, что же такое темная материя на самом деле, потребуется открыть еще много галактик без темной материи.