• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.08.2024, 07:47
Дарья Губина
1,1 тыс

Астрономы опровергли «теорию заговора балджа и гало» галактик

❋ 6.2

Исследования и расчеты показывают, что по распределению плотности звезд и темной материи галактики похожи друг на друга. Проблема в том, что они слишком похожи — настолько, что ученые придумали «теорию заговора балджа и гало». Разнообразие структур среди разных галактик с разным красным смещением настолько минимально, будто барионное вещество и темная материя как-то «договариваются» о распределении. Наконец, астрономам удалось это опровергнуть.

Снимок массивного скопления галактик ZwCl0024+1652 с наложенной «дымкой» распределения темной материи
Снимок массивного скопления галактик ZwCl0024+1652 с наложенной «дымкой» распределения темной материи. Снимок сделан космическим телескопом «Хаббл» в ноябре 2004 года. Карта темной материи была построена по тому, как это скопление искривляет свет далеких галактик (гравитационное линзирование) / © NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)

Темная материя стала незаменимым «ингредиентом» галактик с того момента, как ученые поняли, что вращение внешних областей невозможно объяснить лишь влиянием массы всех звезд. Так появились новые вопросы. Как темная материя влияет на распределение массы в галактиках? На каком расстоянии она становится доминирующей? Как взаимодействует со звездами?

В стремлении разобраться в «отношениях» темной материи с барионным, то есть обычным, веществом звезд астрономы обнаружили, что в разных галактиках с разными характеристиками плотность материи от центра к краям падает с одной и той же «скоростью».

Теоретически разнообразие в распределениях звезд и темной материи должно было давать большее разнообразие в этих «скоростях», а не делать их одинаковыми. Так возникла «теория заговора балджа и гало» галактик, подчеркивающая аномальные сходства в распределении плотности массы в галактиках. С точки зрения физики объяснить аномалию не удавалось.

«Эта однородность означала, что темная материя и звезды как-то компенсируют друг друга, создавая настолько похожие в плане массы структуры», — объяснила Каро Деркен (Caro Derkenne) из Университета Маккуори (Австралия), главный автор нового исследования.

Международная группа ученых предположила, что причина такой однородности кроется не в структуре галактик, а в компьютерных моделях, предположениях о зависимостях величин и упрощенных расчетах.

В рамках новой работы исследователи построили модели 22 массивных галактик. Объекты распололжены в нескольких миллиардах световых лет от Млечного Пути (красное смещение — около 0,3). На таком расстоянии они уже отличаются от современных галактик, но все еще достаточно крупны, чтобы можно было разглядеть их структуру.

В основном в подборку попали линзовидные галактики, лишь у четырех объектов были признаки наличия спиральных рукавов. Данные наблюдений ученые брали из обзора MAGPI, который фокусируется на массивных галактиках из «средневекового» периода Вселенной.

Впервые для галактик на столь значительном расстоянии астрономы применили динамичные орбитальные модели Шварцшильда. С их помощью авторы нового исследования «увидели» общую трехмерную форму объектов, внутреннее строение галактик, их орбитальную структуру и «содержание» темной материи.

Так удалось напрямую, а не через предположения и примерные расчеты изучить распределение звезд и темной материи. Результаты работы опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Графики общей (черный) плотности, а также плотности звездной массы (синий) и темной материи (красный) в 22 галактиках, модели которых были построены в рамках нового исследования. Видно, насколько они разнообразны / © Derkenne et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024)

Оказалось, при точном моделировании пропадает «однородность» распределения масс в галактиках. Внутренняя структура отличается не только у разных галактик, но варьируется даже в пределах одной галактики. Поэтому нет никакого «заговора» между звездами и темной материей.

«В прошлом мы строили простые модели, используя слишком много упрощений и предположений. Галактики сложны. Моделируя их, мы должны допускать больше свободы, или же будем измерять неверные параметры. Наши модели мы запускали на суперкомпьютере OzStar в Технологическом университете Суинберна (Австралия), используя эквивалент восьми тысяч часов работы обычного стационарного компьютера», — объяснила Деркен.

По словам авторов исследования, в данных обзора MAGPI есть еще десятки объектов, качество данных по которым позволяет провести аналогичное моделирование. Развитие наземных и космических телескопов — в частности, «Джеймса Уэбба» и E-ELT — поможет собрать подходящие для такого моделирования данные и по более далеким галактикам.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 августа, 16:16
Илья Ферапонтов

Это маленький смешной зверек, которого очень непросто увидеть — большую часть жизни он проводит либо под землей, либо под водой. И сегодня всё против него: и изменение климата, и сети браконьеров, и наступление антропогенных ландшафтов. Есть ли у наших детей шанс когда-нибудь увидеть живую русскую выхухоль? Смогут ли ученые разгадать ее тайны? Или к слову «эндемик» придется прибавить «исчезнувший»? Рассказываем, как в России природоохранные организации и ответственный бизнес сохраняют выхухоль в заповедниках и нацпарках.

4 августа, 15:48
Дарья Губина

Cолнечный ветер на протяжении уже миллиардов лет «сдувает» с Марса атмосферу. Этот процесс гораздо более турбулентен и непредсказуем, чем может показаться на первый взгляд. Наконец ученые получили прямые доказательства того, как именно из атмосферы Красной планеты вырываются огромные «облака» кислорода.

5 августа, 10:09
Александр Березин

Хотя тротиловый эквивалент взрыва от удара был умеренным, всего несколько тонн, благодаря рыхлости лунного грунта низких широт он может поднять до 400 тонн пыли. Она способна образовать облако высотой в десятки километров. Астрономы надеются провести наблюдения этого события и, возможно, зафиксировать какие-то особенности выброшенного лунного материала.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

1 августа, 20:27
Evgenia Vavilova

Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий