Астрономите откриват, че втора галактика няма тъмна материя

Кръгла, размита, разпръсната галактика с разпръснати големи и малки точки.

Прозрачната галактика NGC 1052-DF2 е известна като ултрадифузна галактика или UDG. Виждате ли галактиките зад него? Това е първата галактика, казана от астрономите, че съдържа малко или никаква тъмна материя. Сега същият екип е намерил друг. Изображение чрез NASA/ESA/P. Ван Докум/Обсерватория Кек.


Преди година, астрономите обявиха, че са открили първата известна галактика без тъмна материя. Наречен NGC 1052-DF2-или просто DF2 за кратко-този обект е 6,5 милионасветлинни годинидалеч и приблизително със същия размер като нашата галактика Млечен път, но с 200 пъти по -малко звезди. Сега същият екип от астрономи се завръща с това, което според тях е „по -силно доказателство“ за странната природа на DF2. Плюс това екипът казва, че е открил втора галактика без тъмна материя. Астрономите са публикували изследванията си в две отделни статии врецензиран Astrophysical Journal Letters. Едно проучване бешепубликуванив брой от 20 март 2019 г., а другият бешепубликуванина 27 март.

Шани Даниели, студент по астрономия в Йейлския университет и водещ автор на едно от изследванията, коментирано в aизявление:


Фактът, че виждаме нещо съвсем ново, е толкова завладяващо. Никой не знаеше, че съществуват такива галактики и най -доброто нещо в света за студент по астрономия е да открие обект, независимо дали е планета, звезда или галактика, за който никой не знаеше и дори не мислеше.

Когато астрономите мислят за тъмната материя, се наблюдавадвижениякосмически обекти често идват на ум. През 70 -те години,Vera Rubinи Кент Форд от института Карнеги във Вашингтон осъзнаха, че звездите в покрайнините на голямата спирална галактика до нашата, галактиката Андромеда, се движат също толкова бързо, колкото звездите близо до центъра. Това наблюдение очевидно нарушава законите на Нютон за движение,които обясняват, например, защо Марс се движи по -бавно в орбита от Земята (защото е по -далеч от Слънцето). И така се роди идеята, че „нещо“ невидимо трябва да съществува отвъд видимите граници на галактиката Андромеда и в крайна сметка на всички галактики. Това нещо е това, което наричаме тъмна материя.

Астрономите от Йейл също изучават движенията на космически обекти. В първото от двете нови проучвания те използваха космическата уеб камера на Keck от обсерваторията на W. M. Keck (KCWI) за събиране на прецизни измервания на кълбовидни звездни купове в галактиката DF2. Те казаха, че са открили, че - за разлика от звездите в изследването на Рубин и Форд от 70 -те години - тези клъстери се движат със скорост, съответстваща на масата на нормалната материя на галактиката. Тяхното изявление обяснява:

Ако в DF2 имаше тъмна материя, клъстерите щяха да се движат много по-бързо ... [по този начин] екипът потвърди първоначалните си наблюдения на NGC 1052-DF2 или накратко DF2, които показват, че тъмната материя практически липсва в галактиката.




Във второто проучване екипът използва спектрометър за изображения с ниска резолюция на обсерваторията Кек (LRIS), за да открием втората галактика, лишена от тъмна материя, наречена NGC 1052-DF4 или накратко DF4. АстрономПитер ван Докумв Йейлския университет - водещ автор на проучването DF4 - каза:

Откриването на втора галактика с много малко или никакво тъмно вещество е също толкова вълнуващо, колкото и първоначалното откритие на DF2. Това означава, че шансовете за намиране на повече от тези галактики сега са по -високи, отколкото си мислехме досега. Тъй като нямаме добри идеи за начина на формиране на тези галактики, надявам се, че тези открития ще насърчат повече учени да работят по този пъзел.

И DF2, и DF4 принадлежат към сравнително нов клас галактики, наречени ултрадифузни галактики (UDG). Те са големи колкото Млечния път, но имат между 100 до 1000 пъти по -малко звезди, което ги прави пухкави и полупрозрачни, поради което са трудни за наблюдение.

По ирония на съдбата, казаха тези астрономи, липсата на тъмна материя в тези UDG засилва теорията за тъмната материя. Тяхното изявление обяснява:


Той доказва, че тъмната материя е вещество, което не е свързано с „нормална“ материя, тъй като и двете могат да бъдат намерени отделно. Откриването на тези галактики е трудно обяснимо в теории, които променят законите на гравитацията в големи мащаби като алтернатива на хипотезата за тъмната материя.

Екипът признава, че тяхната работа предизвика критики от други астрономи, които не повярваха на резултата им, когато за първи път обявиха резултатите си през март 2018 г. Van Dokkum коментира:

Понякога беше малко стресиращо. От една страна, така трябва да работи научният процес; виждате нещо интересно, други хора не са съгласни, получавате нови данни и в крайна сметка научавате повече за Вселената. От друга страна, въпреки че по -голямата част от критиките бяха конструктивни и учтиви, не всички бяха. Всеки път, когато излезе нова критика, трябваше да бързаме и да разберем дали сме пропуснали нещо.

Сега екипът планира да търси повече галактики от този тип. Даниели води широко проучване сТелефото масив Dragonflyв Ню Мексико, за да търсят повече примери по систематичен начин, след което отново наблюдават кандидатите, използвайки телескопите Keck. Тя каза:


Надяваме се по -нататък да разберем колко често са тези галактики и дали съществуват в други области на Вселената. Искаме да намерим повече доказателства, които да ни помогнат да разберем как свойствата на тези галактики работят с нашите настоящи теории. Надеждата ни е, че това ще ни отведе една крачка напред в разбирането на една от най -големите загадки в нашата вселена - природата на тъмната материя.

Отрицателно изображение на далечното пространство, показващо галактически клъстер с вложки от 2 дифузни галактики.

Проучвателно изображение, направено с телефото масив Dragonfly, показва обекти в полето на елиптичната галактика NGC 1052 (в центъра). Сред тези обекти са DF2 (долу вляво) и DF4 (горе вдясно); и двете са галактики с дефицит на тъмна материя, които са сходни по размер, яркост, морфология, популация от кълбовидни клъстери и дисперсия на скоростта. Изображение чрез P. Van Dokkum/STScI/ACS/Обсерватория Кек.

В крайна сметка: Астрономите, базирани в Йейл, казват, че са потвърдили наблюдението си от 2018 г. на ултрадифузна галактика или UDG, която според тях съдържа малко или никаква тъмна материя. И казват, че са открили втора галактика, която няма тъмна материя.

Източник (проучване DF2): Все още липсва тъмна материя: KCWI звездна кинематика с висока разделителна способност на NGC1052-DF2

Източник (проучване DF4): Втора галактика липсва тъмна материя в групата NGC 1052

Обсерватория Via Keck