Появляются доказательства существования галактик, свободных от темной материи

Когда Павел Манчера Пинья (Университет Гронингена и ASTRON, Нидерланды) и его коллеги открыли шесть галактик с небольшим количеством темной материи или без нее, им сказали: «Измерьте еще раз, вы увидите, что вокруг вашей галактики будет темная материя».

Галактика AGC 114905. Звездное излучение галактики показано синим цветом. Зеленые облака показывают нейтральный водород. Галактика, похоже, не содержит темной материи даже после 40 часов детальных измерений с помощью современных телескопов. Предоставлено: (c) Хавьер Роман и Павел Мансера Пинья.

Однако после сорока часов подробных наблюдений с использованием очень большой матрицы (VLA) в Нью-Мексико (США) доказательства существования галактики, свободной от темной материи, только усилились.

Рассматриваемая галактика AGC 114905 находится на расстоянии 250 миллионов световых лет от нас. Она классифицируется как ультрадиффузная карликовая галактика с названием «карликовая галактика» в связи с ее светимостью, а не размером. Галактика размером с наш Млечный Путь, но в ней в тысячу раз меньше звезд. Преобладает идея, что все галактики и, конечно, ультрадиффузные карликовые галактики, могут существовать только в том случае, если они удерживаются вместе темной материей.

Исследователи собрали данные о вращении газа в AGC 114905 за 40 часов в период с июля по октябрь 2020 года с помощью телескопа VLA. Впоследствии они построили график, показывающий расстояние газа от центра галактики по оси x и скорость вращения газа по оси y. Это стандартный способ обнаружить присутствие темной материи. График показывает, что движение газа в AGC 114905 полностью объясняется обычным веществом.

«Это, конечно, то, о чем мы думали и на что надеялись, потому что это подтверждает наши предыдущие измерения», – говорит Павел Манчера Пинья. «Но теперь проблема остается в том, что теория предсказывает, что в AGC 114905 должна быть темная материя, но наши наблюдения говорят, что ее нет. На самом деле разница между теорией и наблюдением только увеличивается ».

В своей научной публикации исследователи одно за другим перечисляют возможные объяснения отсутствия темной материи. Например, AGC 114905 могла быть лишена темной материи большими близлежащими галактиками. Мансера Пинья: «Но их нет. И в наиболее известной структуре формирования галактик, так называемой модели холодной темной материи, нам пришлось бы ввести экстремальные значения параметров, которые выходят далеко за пределы обычного диапазона. Кроме того, с помощью модифицированной ньютоновской динамики, альтернативной теории холодной темной материи, мы не можем воспроизвести движение газа внутри галактики ».

По мнению исследователей, есть еще одно предположение, которое может изменить их выводы. Это приблизительный угол, под которым они думают, что наблюдают за галактикой. «Но этот угол должен сильно отклониться от нашей оценки, прежде чем снова появится место для темной материи», – говорит соавтор Том Оостерлоо (ASTRON).

Тем временем исследователи подробно изучают вторую ультрадиффузную карликовую галактику. Если снова не наблюдать никаких следов темной материи в этой галактике, это сделает аргументы в пользу галактик, бедных темной материей, еще более сильными.

Исследование Mancera Piña и его коллег – не единичный случай. Ранее, например, американец голландского происхождения Питер ван Доккум (Йельский университет, США) обнаружил галактику, в которой почти не было темной материи. Методы и измерения Mancera Piña и его коллег более надежны.