• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15 февраля
Александр Березин
13
11 085

Астрофизики выяснили, кто крадет темную материю у малых галактик

5.1

Стандартная модель поведения темной материи показывает, что та должна быть у всех галактик, но у малых ее больше, чем у крупных. На деле часть малых галактик ее лишены. Авторы новой работы пытаются разобраться почему.

NGC 1052-DF2, одна из галактик, где почти нет темной материи. Если новая работа верна, у нее есть множество пока еще не открытых аналогов / ©Wikimedia Commons

Темной материи во Вселенной в пять с лишним раз больше, чем обычной, видимой. С точки зрения современной космологии именно темная материя привела к образованию галактик: ее гравитация «собирала» вокруг себе пыль и газ, из них образовались звезды и пылевые облака, особо крупными скоплениями которых галактики и выступают. Причем если галактика маломассивна, она должна притягивать и меньше видимой материи, а в итоге будет иметь и меньше звезд.

До поры практически все наблюдаемые малые галактики соответствовали этому правилу. Благо обнаружить там темную материю и оценить ее массу не так сложно: достаточно сравнить скорость вращения звезд вокруг центра галактики. Если у светил на галактической периферии скорость вращения вокруг центра выше, чем должна быть исходя из наблюдаемой видимой материи, — значит, налицо влияние темной материи.

Однако не так давно астрономы открыли две маломассивные галактики, где практически не было темной материи, — DF2 и DF4. Они прямо нарушали представления космологов и вызвали энтузиазм у сторонников альтернативных теорий, пытающихся показать, что темной материи нет и сила тяготения на крупных масштабах почему-то нелинейно изменяется. Проблема усугубилась, когда попытка получить галактики с параметрами DF2 и DF4 моделированием провалилась.

Авторы новой работы, опубликованной в Nature Astronomy, попробовали объяснить ситуацию с помощью стандартной модели темной материи. Для этого они применили моделирование, в котором обычные маломассивные галактики проходят крайне близко к более крупным.

Вообще, предположение, что близкий проход такого рода может лишить малую галактику ее темной материи, не нов. Более полугода назад Naked Science уже описывал эту проблему.

Галактикаf Стрекоза-44, в противоположность DF-2 и DF-4, перенасыщена темной материей / ©Wikimedia Commons

Тогда мы попросили физика Николая Горькавого прокомментировать эту непростую ситуацию. Ученый отметил, что известен целый ряд галактик, у которых темной материи «излишек»: например, Стрекоза-44. Из этого, продолжил он, напрашивается вывод, что галактики при серьезных сближениях способны «обдирать» соседние галактики, лишая их части темной материи. Тогда один объект будет с ее избытком, как Стрекоза-44, а другие — с недостатком, как DF2 и DF4.

Ценность новой работы в том, что ее авторы попробовали рассчитать вероятность такого события. Исследователи с помощью моделирования сближений тех или иных реальных галактик показали, что достаточно массивные галактики должны «обдирать» более малые, зачастую лишая их темной материи. Крупные галактики с массой видимой материи более ста миллиардов солнечной должны иметь малую галактику-спутник практически без темной материи в 30% случаев.

Из этого следует, что формирование и облик галактики определяются историей ее прошлых сближений в куда большей степени, чем было принято думать. Получается, дефицит темной материи — достаточно распространенное явление, и будущие астрономические наблюдения должны подтвердить это.

Другое важное следствие: альтернативные теории, пытающиеся объявить темную материю несуществующей, в этом случае скорее получают проблему, чем подтверждение. Если часть малых галактик имеет много темной материи, а часть — мало, но при этом их размеры близки, то в рамках альтернативной теории крайне трудно объяснить, почему сила тяжести с расстоянием от центра в них изменяется по-разному.

Вопрос о природе темной материи — один из ключевых в современной физике и космологии. Как писал Naked Science, если темная материя существует, возможен вариант, когда она ведет к циклически сжимающейся и расширяющейся Вселенной. В случае подтверждения этой гипотезы наблюдениями (а наблюдения, способные ее подтвердить, уже идут) все наше представление об окружающем мире может серьезно измениться.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
7 часов назад
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

7 часов назад
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

13 Комментариев

-
0
+
Рассуждения, представленные в статье, основаны на базисе общепринятого закона гравитации: тело с большой массой будет притягивать тела с маленькой массой. Отсюда и выводы учёных о том, что массивная галактика способна силой своего притяжения ободрать Тёмную материю маленькой галактики и присвоить её.. Но попробуем размышлять по-другому.. с точки зрения того, что закон гравитации, открытый на Земле и действующий только для материальных тел, не подходит для подгонки под этот закон вариантов с Тёмной материей.. Допустим, Тёмная материя не откликается на притяжение какой бы то ни было материальной галактики. Поэтому наличие и количество Тёмной материи вокруг малого или большого космического объекта должно иметь другое объяснение. Например, такое: каждая галактика, малая или большая, имеет право на проявление внутри самой себя, внутри своей галактической материи, некоторых аномалий в части физических законов и принципов. Поведение элементарных частиц отдельной галактики может разниться с земным, и вообще с тем, которое характерно для галактики "Млечный путь".. Ну а Тёмная материя может выступать в качестве настраивающего прибора. Малые галактики хоть и малы, но поведение их галактических элементарных частиц гораздо ближе к поведению частиц Тёмной материи. Их не надо "настраивать".. достаточно того, что эти малые галактики "поют в унисон" с Тёмной материей, излишки которой только повредят этому кусочку материи.. Ну и по такому же принципу: среди элементарных частиц больших галактик должно возникать больше хаоса. Частично устранить хаос, настроить законы квантового мира крупных галактик способна только Тёмная материя, своим гравитационным влиянием. А оно - гравитационное влияние Тёмной материи - по логике должно быть "надавливающим" на материю. Поэтому и наблюдается разность в количестве (интересно, можно ли говорить о плотности Тёмной материи?) вокруг некоторых галактических объектов.. На мой взгляд, объяснение ничуть не хуже приведённого в статье, даже немного ближе к истине.
    "Допустим, Тёмная материя не откликается на притяжение какой бы то ни было материальной галактики." Заведомо нереалистичное предположение, потому что темную материю как раз и обнаружили из-за ее гравитационного воздействия на звезды галактических дисков.
    +
      ещё комментарии
      -
      1
      +
      Немного непонятно.. С одной стороны, вы указываете на фразу про то, что ТМ не откликается на притяжение крупных объектов. Речь о том, что даже крупный объект не может притянуть к себе элементарные частицы Тёмной материи. Не те силы у объекта. Своим гравитационным притяжением он способен притянуть к себе какой-либо спутник или комету, но не стерильные нейтрино Тёмной материи. Значит, притяжением/гравитацией крупный космический объект не может собрать вокруг себя большое количество ТМ.. С другой стороны, вы пишите, что ТМ обнаружили "из-за её гравитационного воздействия на звёзды". По сути, это то же самое, о чём говорю я в своих рассуждениях. ТМ "гравитационно" надавливает на абрисы крупных объектов. Гравитация Тёмной материи получается со знаком "минус": ТМ гравитационно не притягивает к своим скоплениям какие-либо объекты Вселенной, она оказывает на них надавливающее действие.. тем самым вынуждая объекты формироваться, двигаться, вращаться и тп. на определённых условиях.. на отрицательно-гравитационных условиях, задаваемых Тёмной материей.. И что же здесь нереалистично, когда ничто ничего не опровергает? .. Если на то пошло, то можно предположить, что стерильные нейтрино Тёмной материи способны не только надавливать на абрисы объектов Вселенной, но могут проникать довольно глубоко.. внутрь.. в "ткани" галактик, звёзд, планет.. влияя на харАктерные особенности других элементарных частиц.. А мы, люди, уверены, что эти частицы подчиняются физическим или квантовым законам, никто на них не влияет, никакая Тёмная материя не вмешивается в квантовую физику.. и вообще, научно подтвердить существование ТМ невозможно..
        "С одной стороны, вы указываете на фразу про то, что ТМ не откликается на притяжение крупных объектов." Не совсем понял. Где я на это указываю? Темную материю как раз и обнаружили из-за того, что гравитационно она вполне наглядно взаимодействует с крупными объектами. "Речь о том, что даже крупный объект не может притянуть к себе элементарные частицы Тёмной материи." Во-первых, нет абсолютно никаких признаков, что темная материя состоит из элементарных частиц. Во-вторых, крупный объект может притянуть ТМ (как и она его), но сила притяжения, как известно, падает пропорционально квадрату расстояния. "воим гравитационным притяжением он способен притянуть к себе какой-либо спутник или комету, но не стерильные нейтрино Тёмной материи." На сегодня нет никаких оснований полагать, что темная материя состоит из стерильных нейтрино. Напротив, это вполне сомнительно, поскольку в такой случае гало из темных материй у галактик не могло бы существовать. Нейтрино летит с большой скоростью, и должны быть сравнительно равномерно распределены по Вселенной, чего для темной материи явно не наблюдается -- она сконцентрирована в галактических гало. "Значит, притяжением/гравитацией крупный космический объект не может собрать вокруг себя большое количество ТМ" Может, но обычно темная материя собирает вокруг себя обычную -- просто потому, что темной материи кратно больше. "ТМ "гравитационно" надавливает на абрисы крупных объектов. Гравитация Тёмной материи получается со знаком "минус": ТМ" Не получается. ТМ обнаружили по ускоренному движению звезд во внешних частях галактических дисков. Если бы у гравитации ТМ был знак "минус", то звезды во внешней части галактических дисков имели бы сниженную скорость, а не повышенную.
      21.02.2022
      -
      0
      +
      "потому что темную материю как раз и обнаружили из-за ее гравитационного воздействия на звезды галактических дисков." Не совсем корректное высказывание. Обнаружили, что одиночные звезды и газ за пределами галактического диска двигаются не так как следует из закона всемирного тяготения и по примеру обнаружения Нептуна и Плутона, сказали наверное там, что то есть, что мы еще не видим - назовем это темной материей. Но есть альтернативный вариант, по примеру объяснения прецессии Меркурия, изменение закона Всемирного тяготения.
        Не отдельные звезды, а как раз вся популяция звезд внешних частей галактических дисков двигаются не так, как должны. Альтернативные варианты как раз исключены существованием немногочисленных галактик без темной материи. Если бы закон тяготения менялся с расстоянием, как считают "альтернативщики", то он делал бы это везде. А тут налицо исключения -- МОНД их объяснить не может.
    22.02.2022
    -
    1
    +
    Ну если поверить что "у галактик свои законы" тогда вся астрофизика летит к черту.
15.02.2022
-
0
+
Меня пугают новости о космосе и об устройстве вселенной. Это мне напоминает лишний раз конечности жизни.
-
0
+
Ну прям "кто"...
15.02.2022
-
0
+
Вопрос, если крупные галактики обдирают темную материю у малых, то как такое возможно, ведь согласно 2 закону Ньютона a=F/m, силу гравитации F большие галактики создают одинаковую, что для темной материи, что для обычной. Но темная материя имеет большую массу m, чем обычная материя, а значит для нее ускорение должно быть меньше, и значит скорее обычная материя упадет на крупную галактику, чем темная материя.
    Возможно это за счет того, что темной материи в видимом галактическом диске практически нет, и она вся сосредоточена в гало галактики: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D0%BE При близком прохождении гало галактик сближается значительно сильнее, чем ее видимая часть -- и в итоге гало "обдирает", а диск уцелел. Просто ТМ и видимая материя в галактиках в несколько разных местах находится -- вот и результат.
    +
      ещё комментарии
      15.02.2022
      -
      0
      +
      Вы упускаете из виду, что галактика "круглая" и когда один край гало близко к массивной галактике то другой край в это же время дальше. В этом случае "обдирание" происходило бы только с одной стороны. А если предположить, что за время прохождения "мимо" галактика успела повернуть вокруг своей оси, так, что "оба" края побывали близко к массивной галактике тем самым "ободравшись" полностью, то за это большое время опять же мало массивная видимая материя пусть на нее и действует меньшая сила, изменила бы свой импульс Δp=FΔt сильнее бы, чем темная материя.
        "В этом случае "обдирание" происходило бы только с одной стороны." -- если бы галактики не вращались -- безусловно. На практике галактики вращаются, и в случае малых галактик вполне реально сделать полный оборот, находясь близко к крупной. " большое время опять же мало массивная видимая материя пусть на нее и действует меньшая сила, изменила бы свой импульс Δp=FΔt сильнее бы, чем темная материя." Основная часть темной материи находится в гало, диаметр которого кратно больше ( http://www.messier.seds.org/xtra/data/mwgc.dat.txt ) , чем диаметр диска с видимой материей. Поскольку гравитация убывает квадрату расстояния -- этого вполне достаточно, чтобы "обдирание" вполне происходило.

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: