Открытие странных галактик, почти лишенных темной материи, заставило астрономов забеспокоиться, что что-то может быть не так с их популярными теориями Вселенной. Но новое суперкомпьютерное моделирование показывает, что такие галактики, хотя и редки, на самом деле являются естественным результатом знаменитой модели космологического согласия.

“Мы показываем, что стандартная парадигма естественным образом порождает галактики, в которых отсутствует темная материя”, — пишет команда во главе с Хорхе Морено (Колледж Помоны) в журнале Nature Astronomy.

Согласно успешной модели ΛCDM, в эволюции Вселенной доминирует таинственная темная энергия (обозначается греческой заглавной буквой лямбда, Λ) и столь же загадочная холодная темная материя (CDM). Согласно этой модели, каждая сверкающая галактика сформировалась вокруг начальной совершенно невидимой концентрации частиц темной материи, значительно превышающей “нормальную” материю в виде атомов.

Поэтому, когда телеобъектив «Стрекоза» в Нью-Мексико наткнулся на две ультрадисперсные галактики (DF2 и DF4), движение звезд которых намекало на то, что у них вообще почти нет темной материи, астрономы были ошеломлены. Это было так, как если бы биологи обнаружили новое млекопитающее без скелета, противоречащее эволюционной теории.

Однако новое численное моделирование, основанное на модели ΛCDM, действительно воспроизводит ряд галактик со свойствами, аналогичными DF2 и DF4. “Мы отмечаем, что мы не ожидали, что это произойдет априори (то есть наше моделирование изначально не было разработано для этой цели)”, — пишут исследователи.

Морено и его коллеги (в том числе соавтор DF2 и DF4, Шани Даниэли из Принстонского университета) использовали тщательную методику идентификации галактик для изучения результатов космологического моделирования, имитирующего эволюцию реальной Вселенной. В объеме около 350 000 кубических световых лет они идентифицировали семь небольших галактик с дефицитом темной материи, которые они назвали Птицей, Голубым, Оленем, Длинными Волосами, Краской, Диким картофелем и Волком, в честь семи кланов коренных американцев племени чероки. Эти галактики также содержат мало газа.

Все семь расположены в нескольких сотнях тысяч световых лет от ядер окутывающих ореолов темной материи вокруг гораздо более массивных центральных галактик или групп галактик. Вольф, в частности, почти идентичен DF2 и DF4 с точки зрения размера, формы, массы звезды, содержания темной материи и распределения скоростей.

Так как же эти маленькие галактики потеряли большую часть своей темной материи (и газа), сохранив при этом свои звезды? Команда предполагает, что виноваты многочисленные близкие проходы мимо их галактик-хозяев. Галактики-спутники, вероятно, начинали намного массивнее, но, хотя они потеряли “всего” 45-97% своих звезд и газа, приливные взаимодействия лишили их 97,9 — 99,99% темной материи.

Частицы темной материи могут быть более подвержены потерям, потому что они движутся по более эксцентричным орбитам: они не взаимодействуют ни с какой другой силой, кроме гравитации, что затрудняет циркуляцию орбит с течением времени. Чтобы произошло это выборочное удаление приливов, спутник должен пройти прямо через звездное тело хозяина.

Интересно, что DF2 и DF4 также близки к массивной галактике-хозяину NGC 1052; однако астрономы не могут быть уверены, сталкивались ли они с несколькими близкими контактами в прошлом.

“Это очень интересный результат”, — комментирует Том Остерлоо (Астрономический Нидерландский институт радиоастрономии). Он говорит, что были жаркие дискуссии об открытии галактик с дефицитом темной материи и о последствиях для модели ΛCDM, “но эта статья показывает, что они могут существовать, хотя, по–видимому, они довольно редки”.

В декабре прошлого года Остерлоо и его коллеги объявили об открытии еще одной сверхдисперсной галактики с дефицитом темной материи, AGC 114905, которую они подробно наблюдали с помощью радиоинтерферометра с очень большой решеткой в Нью-Мексико. Однако эта галактика отличается от DF2 и DF4: она изолирована и, хотя кажется почти лишенной темной материи, содержит значительное количество газа.

Морено и его коллеги планируют изучить этот вид галактик, богатых газом и бедных темной материей, в будущем исследовании.

“Я с нетерпением жду этого», — говорит Остерлоо. ”Кроме того, я хотел бы увидеть несколько более количественный анализ сценария их взаимодействия».

Между тем, команда ожидает, что в будущем будет найдено больше галактик-спутников, бедных темной материей. Основываясь на своих симуляциях, они предсказывают, что треть массивных галактик-хозяев — со звездной массой более ста миллиардов Солнц, таких как Млечный Путь, — сопровождаются по крайней мере одним спутником с дефицитом темной материи.

. Top.Mail.Ru