Тайны темной материи, раскрытые двумя новыми галактиками

Астрономы недавно обнаружили две новые галактики-спутники Млечного Пути. Это открытие может дать ценные сведения о темной материи, на которую приходится около 85% вещества во Вселенной. Понимание темной материи Темная материя остается космологической загадкой, поскольку она не взаимодействует ни со светом, ни с обычной материей, из которой состоят звезды, планеты и живые существа. Ее потенциальные взаимодействия […]

Астрономы недавно обнаружили две новые галактики-спутники Млечного Пути. Это открытие может дать ценные сведения о темной материи, на которую приходится около 85% вещества во Вселенной.

Понимание темной материи

Темная материя остается космологической загадкой, поскольку она не взаимодействует ни со светом, ни с обычной материей, из которой состоят звезды, планеты и живые существа. Ее потенциальные взаимодействия с этими элементами настолько слабы, что остаются незамеченными. Поэтому ученые считают, что она может состоять из неизвестных частиц или крошечных первозданных черных дыр, остатков Большого взрыва.

Однако темная материя взаимодействует с гравитацией, влияя на движение и динамику света и обычной материи. Это позволяет ученым сделать вывод о ее присутствии и определить, что крупные галактики окружены огромными ореолами темной материи. Считается, что эти ореолы простираются далеко за пределы галактических дисков и ореолов видимой материи.

Стандартная модель космологии, известная как модель холодного вещества лямбда (ΛCDM), предсказывает, что эти ореолы темной материи сыграли решающую роль в эволюции галактик. В ранней Вселенной они образовывали гравитационные колодцы, в которых собирались газ и пыль, формируя звезды и галактики. В конце концов эти гало слились в крупные галактики, такие как Млечный Путь.

Проблема подсчета карликовых галактик

Модель ΛCDM предполагает, что вокруг крупных галактик должны существовать сотни галактик-спутников. Например, моделирование предсказывает, что наша соседка, галактика Андромеда, должна быть окружена примерно 500 галактиками-спутниками. Однако астрономы наблюдали только 39 из них.

Что касается Млечного Пути, то некоторые модели, основанные на Стандартной модели космологии, показывают, что его должны окружать около 220 карликовых галактик. Однако их всего около шестидесяти, развивающихся на расстоянии до 1,4 миллиона световых лет, наиболее известные из них — Большое Магелланово Облако (БМО) и Малое Магелланово Облако (ММО), отсюда и интерес к этому открытию.

Замена одной проблемы другой

Группа исследователей объявила о том, что с помощью телескопа Subaru на Гавайях были обнаружены две новые галактики-спутники — Sextans II и Virgo III. Открытие этих двух объектов помогает немного восстановить баланс. Однако результаты этих открытий могут поставить перед космологами новую проблему: общее число карликовых галактик может оказаться гораздо больше, чем предполагалось.

Ведь наблюдения Subaru охватывают не все ночное небо. Объединив распределение карликовых галактик, наблюдаемых телескопом, и его площадь в небе, исследователи подсчитали, что вокруг Млечного Пути может быть до 500 галактик-спутников, что гораздо больше, чем 220, предсказанных первоначальным моделированием.

Другими словами, это может означать, что ученые заменили проблему нехватки карликовых галактик новой проблемой, на этот раз связанной со слишком большим количеством карликовых галактик.

Недавно обнаруженная карликовая галактика Virgo III, звезды, входящие в ее состав, обведены белым.

Дальнейшие исследования

Чтобы проверить эту гипотезу, астрономы изучили распределение галактик-спутников вокруг галактики Скульптор (NGC 253), недавно открытой астрономом-любителем Джузеппе Донатьелло. Они обнаружили, что распределение этих галактик-спутников было неравномерным, что указывает на «предпочтительное направление». Если подобное направление существует вокруг Млечного Пути и телескоп Subaru направлен в эту сторону, это может завысить оценки, основанные на наблюдениях Subaru.

Теперь исследовательская группа планирует использовать более мощные телескопы для получения более полного обзора ночного неба, чтобы иметь возможность подтвердить или исправить текущие оценки количества карликовых галактик, окружающих Млечный Путь. Со следующего года для этих целей будет использоваться обсерватория Vera C. Rubin в Чили.

Результаты работы команды были опубликованы 8 июня в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.