Астрономи знайшли «порожню» галактику без темної матерії

Ми спостерігаємо Всесвіт у формі зір, планет, газу, пилових хмар й галактик, що світиться. Але це лише верхівка айсберга. Близько 85% від маси її речовини посідає на т.зв. чорну матерію. Ми не можемо її побачити. Вона не випускає електромагнітного випромінювання і безпосередньо не взаємодіє з ним. Її присутність видає лише гравітаційний вплив на нормальну речовину.

Існування темної матерії дозволяє пояснити, чому зовнішні частини спіральних галактик обертаються набагато швидше, ніж повинні, з урахуванням маси звичайної речовини, яка спостерігається. За деякими оцінками, до 95% маси нашого Чумацького Шляху припадає на темну матерію, зосереджену в його гало.

Червона лінія означає розрахункову швидкість обертання зір галактики Андромеда. Біла лінія — реальна швидкість, виміряна за результатами спостережень. Джерело: Queens Uni.

Донедавна астрономи припускали, що подібна картина є нормою і практично всі галактики у Всесвіті містять значну кількість темної матерії. Проте результати останніх спостережень свідчать, що це не завжди так. У свіжому випуску журналу Nature була опублікована стаття групи дослідників з Єльського університету та Інституту астрономії Товариства Макса Планка. У ній розповідається про виявлення галактики, в якій, мабуть, взагалі немає або міститься дуже невелика кількість темної матерії.

Йдеться про галактику NGC 1052-DF2. Вона розташована на відстані 65 млн світлових років від Чумацького Шляху, її вік оцінюється у 10 млрд років. Вона належить до категорії ультра-дифузних галактик. При схожих з Чумацьким Шляхом розмірах, NGC 1052-DF2 містить у 200 разів менше зір.

Галактика NGC 1052-DF2. Джерело: NASA, ESA та P. van Dokkum (Yale University)

За допомогою наземних обсерваторій астрономи виміряли швидкість обертання 10 кулястих зоряних скупчень на околицях NGC 1052-DF2. Виявилося, що вона становить лише 37 тис. км/год. Це набагато менше, ніж в інших галактиках. За словами астрономів, швидкість руху скупчень повністю відповідає видимій масі NGC 1052-DF2. Це означає, що галактика практично не містить темної матерії.

Відсутність темної матерії далеко не єдина дивина NGC 1052-DF2. Знімки телескопа Hubble показали, що галактика не містить структур, що нагадують елементи спіральних або еліптичних галактик. У неї немає вираженого центрального регіону і зважаючи на все, вона не містить надмасивної чорної діри. У NGC 1052-DF2 незвичайні навіть кулясті скупчення. Вони вдвічі більші за кулясті скупчення в інших галактиках. З боку NGC 1052-DF2 має вигляд так, ніби хтось взяв типову галактику і залишив від неї лише зоряні скупчення та гало, викинувши все інше. Не виключено, що NGC 1052-DF2 це приклад того, який вигляд матимуть галактики, які з якихось причин були позбавлені темної матерії.

Область неба навколо галактики NGC 1052-DF2. Джерело: NASA, ESA та P. van Dokkum (Yale University)

Астрономи мають кілька припущень щодо того, що могло вплинути на NGC 1052-DF2. Можливо, вся справа в якійсь внутрішній події, на кшталт одночасного формування великої кількості масивних світил, потужні зоряні вітри яких виштовхнули майже всю речовину за межі NGC 1052-DF2. Можливо, вся справа у великому сусіді — масивній еліптичній галактиці NGC 1052. Її стрімке зростання могло вплинути на процес формування NGC 1052-DF2. Однак поки що це лише загальні міркування. Зараз астрономам важко назвати точний механізм, який міг би привести до результату, який спостерігається.

За матеріалами https://www.nasa.gov