Космический телескоп «Гайя» позволил оценить скорость движения рекордного количества звезд в Млечном Пути, и новые данные оказались крайне неожиданными. Дело не только в том, что его масса упала во много раз: стало ясно, что сама структура Галактики не такая, как думали раньше.
Космический телескоп «Гайя» на фоне диска нашей Галактики в представлении художника / © ЕКА
Примерно полвека назад астрономы обнаружили, что внешние части галактических дисков вне Млечного Пути вращаются значительно быстрее, чем должны бы. Скажем, в Солнечной системе планеты, близкие к Солнцу, вращаются быстро, а более далекие — медленно, и это кажется логичным следствием ослабевания действующего на них притяжения светила. А вот в иных галактиках внешние области вращаются без убывания скоростей вращения — как будто их раскручивает какая-то огромная, но невидимая масса (темная материя).
Это наблюдение совершило революцию в космологии и в итоге в физике (мы подробно писали об этом ранее). Но оценить, как обстоят дела со скоростями вращения в других галактиках, оказалось намного проще, чем сделать это «у себя дома».
Наблюдать за крупным объектом, находясь внутри него, сложно: например, с нашего места в Галактике видеть другие ее части мешают не только пыль и газ, но и центральная ее часть (что находится за ней — прямыми наблюдениями проверить очень сложно). Революцию в вопросе произвел лишь космический телескоп «Гайя», запущенный 10 лет назад и работающий в точке Лагранжа, в полутора миллионов километров от Земли. Он может наблюдать более миллиарда звезд — рекордный показатель в истории астрономии. Однако обработка такого объема данных занимает массу времени и очень сложна.
Поэтому только сейчас в журнале Astronomy and Astrophysics вышла статья, суммирующая данные «Гайи» о скоростях вращения звезд в диске Млечного Пути. Она во многом опирается на результаты наблюдений и работы, вышедшие по этой теме ранее. Авторы новой статьи составили кривые, показывающие скорости вращения звезд в различных частях нашей галактики. Поскольку эти скорости определяются действующей на эти звезды гравитацией, именно по ним можно узнать реальную массу Млечного Пути, которая до этого оставалась объектом ожесточенных дискуссий.
Работа принесла два больших сюрприза. Во-первых, оказалось, что Млечный Путь не показывает ускоренного вращения краев галактического диска, как почти все сколько-нибудь хорошо изученные спиральные галактики, кроме нашей. На расстоянии от 63 до 86 тысяч световых лет от центра Млечного Пути скорость вращения его звезд вокруг галактического центра падает в среднем на 30 километров в секунду. Это не так мало: например, Солнце вращается вокруг ядра Галактики со скоростью 230 километров в секунду. Фактически убывание скоростей вращения звезд в нашей Галактике выглядит как «кеплеровское замедление», сходное с тем, что видно для внешних планет Солнечной системы. И не наблюдаемое пока в других галактиках Вселенной, похожих на нашу.
Это не значит, что темной материи у нас нет: по расчетам авторов новой работы, ее здесь втрое больше, чем обычной. Проблема в том, что для других спиральных галактик это соотношение — шесть к одному, то есть вдвое больше.
Второй большой сюрприз: масса Млечного Пути оказалась равна примерно 200 миллиардам масс Солнца. Это примерно в пять раз меньше прошлых общепринятых оценок (триллион солнечных масс) и заметно меньше, чем у других спиральных галактик тех же размеров, что наша, наблюдаемых астрономами. Из этого следует, что оценки масс галактик — спутников Млечного Пути (например, Большого Магелланова облака) нужно пересматривать «вниз», причем довольно сильно.
Авторы исследования отметили, что, согласно их результатам, Млечный Путь оказывается экстраординарно редкой и экстраординарной бедной материей Галактикой. Причины этого пока не ясны.
Среди возможных объяснений ученые приводят то, что после 8-10 миллиардов лет назад наша Галактика практически не испытывала крупных слияний и поглощений (то есть не присоединяла к себе другие галактики). В то же время большинство других наблюдаемых спиральных галактик испытывали крупные слияния не позднее шести миллиардов лет назад. Возможно, что и малое число поздних слияний и малое количестве темной материи у нас как-то связано с тем, что строение рукавов в нашей галактике несколько отличается от большинства наблюдаемых спиральнрых.
Другое объяснение: «Гайя» использует иные методы для учета скоростей движения галактик. Если с ней что-то не так, то новые результаты по массе и скоростям в Млечном Пути тоже некорректны. В каком-то смысле такой вариант не менее потрясающий, чем первый, поскольку на точности цифр «Гайя» основывается немало выводов астрономов за последние годы.
Отдельно отметим, что если цифры «Гайи» все же корректны, то гипотеза модифицированной ньютоновской динамики (МОНД) неверна. Модифицированная ньютоновская динамика — это теория, предполагающая, что гравитация имеет разную силу для разных расстояний. То есть это объяснение, полностью альтернативное современной физической картине мира, основанной на теории относительности, несовместимой с таким подходом.
МОНД долгие годы пользовалась определенной популярностью, поскольку позволяет и объяснить слишком быстрое вращение дисков других галактик, и не искать темную материю, которая объясняла бы такое вращение. Но, если в нашей Галактике никакого быстрого вращения периферических частей галактического диска нет, а есть кеплеровское замедление его звезд, то МОНД, очевидно, неверна: гравитация не может ослабевать с расстоянием везде, кроме Млечного Пути.
Зато другие подходы — конкретнее, темная материя — с новой работой получили серьезное подтверждение. Количество темной материи в разных галактиках может различаться в рамках самых разных гипотез о ее природе. Теперь осталось лишь выяснить, какая именно из них верна: та, что опирается на данные гравитационного телескопа LIGO, или какие-то иные.
Комментарии
Есть нюанс, мы видим не далёкие галактики, а то, какими они были когда-то давно в прошлом, в зависимости от расстояния до них. И это очень сильно отличается от того, как мы смотрим на нашу галактику, ведь она на порядки ближе. Не может ли такая разница, в ожиданиях и реальных данных, быть тенденцией? То есть, количество той самой "тёмной материи" со временем в галактиках уменьшается.
Наблюдаемые галактики находятся на самых разных расстояниях, но такой зависимости скорости вращения от расстояния (а значит и возраста) никто не замечал.
Я не претендую на истину в последней инстанции, а лишь предположил, что со временем некоторые физические характеристики галактик могут меняться (например "тёмная материя" (если она конечно существует) может разрушаться и переходить в другую форму материи или энергии или поля или хз ещё во что). Ведь смотреть, что было тысячи лет назад в нашей галактике, не тоже самое, что видеть, что было миллионы лет назад в других галактиках.
Ну а раз корреляций с другими галактиками на различных расстояниях нет, значит скорее всего я не прав.
Если бы за миллионы лет ДМ заметно разрушалась, то за 13 млрд лет развития Вселенной все близкие к нам галактики практически не имели бы ТМ в сравнении с ранними галактиками. "Близкие" -- это ближе миллиарда световых лет.
Однако такого нет -- ТМ в близких и далеких галактиках одинаково -- из чего ясно, что ТМ не разрушается даже за миллиарды лет.
По-моему, любые объяснения, что мы особенные (существа, планета, система, галактика) ученым надо отметать сразу, как уклонизм к Тонкой настройке. Хотя признавать, что годами работали с неверными данными тяжелее
Пока что мы не нашли жизнь даже в нашей галактике, не говоря уж о других. И, пока не нашли, почему бы не рассматривать версию что на каком-то уровне наше место и уникально.
"Даже в нашей галактике" звучит так, будто мы ее уже на 1/3 исследовали и ничего не нашли, хотя наше исследование ее пока равно 0 (ноль) из 100 миллиардов, также как и текущие способности обнаружить где-либо жизнь.
Хотя бы просто жизнь, не обязательно проявления разума.
А если философически подойти и представить всё это, как мы видим ,что больше никого нет кроме нас, а на самом деле и нас то нет . Мы будто сложное случайное сплетение эненргий ,которое варится само в себе и в итоге чего-то себе возамнило ,хотя на самом деле в масштабах всего мира мы ничего не стоим. Ну так как то
Комментарий удален пользователем или модератором...
Технически, было бы лучше, если бы точка Лагранжа была около Сатурна -- это резко повысило бы точность определения расстояния до звёзд/галактик. Но за 15 лет, пока Сатурн сделает полукруг вокруг Солнца -- это слишком долго в масштабах кожаных мешков
Темная история..
Короче, телескоп сломался, но, признать этого не хотят.
С телескопом точно все в порядке -- данные оттуда поступают, и к ним может получить доступ любой астроном. Вопросы могут быть только по методикам обработки данных, но, откровенно говоря, и этот вариант маловероятен, почему и авторы работы перечисляют его только в конце своего списка вариантов.
Интересно, а Туманность Андромеды как вращается? А то, может, она у нас и сожрала всю ТМ?..
От нас до нее слишком далеко, и контактов не было. Не могла сожрать.
Скоро будет близко... ))
Где-то в научпоп-прессе попадалось, что Галактика и туманность Андромеды уже соприкоснулись своими гало ТМ. Но в любом случае вопроса о том, как вращается галактика Туманности Андромеды это не отменяет. Ну то есть вращается ли её переферия ускоренно, как у всех, или, как предполагается во Млечном пути, по кеплеровским законам...
Расстояние между этими галактиками -- 2,5 млн св. лет, их гало из темной материи тянутся на кратно меньшее расстояние.
" Но в любом случае вопроса о том, как вращается галактика Туманности Андромеды это не отменяет. Ну то есть вращается ли её переферия ускоренно, как у всех, или, как предполагается во Млечном пути, по кеплеровским законам..."
Там плоская кривая вращения, как и у большинства дисковых:
https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/andromeda-galaxy
Может быть, только в таких разреженных галактиках, как наша, может 4 млрд. лет спокойно развиваться жизнь на одной из планет? И за это время рядом с ней ничего не взорвется, ничего в нее не врежется, не убьет блуждающая ЧД и т.п.
Слияния галактик сами по себе не поднимают вероятность столкновений или аккреции на ЧД -- за пределами галактического ядра, конечно. Но в ядре и так 4,5 млрд лет спокойного развития не будет, там слишком много короткоживущих звезд.
Если говорить о развитии жизни на планете Земля, то это время составляет менее миллиарда лет. Всё остальное время 3 с хвостиком миллиарда лет - был процесс терраформирования, а именно охлаждения планеты и производство кислорода, окисление железа и других "вредных" Минералов, буквально несколькими видами простейших микроорганизмов. В общем не так уж и долго в масштабах галактики.
Разумная жизнь возможно существует в нашей галактике, но по другую сторону центра галактики. И обнаружить её поэтому пока не получается. Но то что она (разумная жизнь) есть во вселенной уверен на 100 процентов.
Я как-то на коленке прикидывал по статистике распределения оранжевых и жёлтых карликов в галактике и по их возрастам, что попасть в цивилизационное окно +-1000 лет, когда одна цивилизация ещё может понимать другую (это всё параметры, которые не сильно меняют плачевность выводов). У меня вышло, что более-менее найти кого-то как мы можно не ближе 2000 св.л. Т.е., даже найдя обитаемый мир, светящийся радио, ночным освещением и со всеми признаками развитой цивилизации в атмосфере на просвет её родной звездой, пообщаться с ними не получится: пока сигнал будет идти от А к Б, на Б уже сменятся эпохи!
А почему развитая цивилизация должна быть технически развита? Может быть там один сгусток нервов на всю планету, который за крайние 100 миллионов лет сделал все философские открытия, умеет считать в уме дифференциальные уравнения любого порядка и является сам в себе телескопом на миллиарды световых лет. Смотрит на нас и посмеивается.
Тут надо определиться ЮМОР и СМЕХ - разные . Смеяться-то могут и дети - хотя многого не понимают , малыш ещё не разговаривает толком , а смеётся над некоторыми событиями - почему , никто не может за него решить , а он , малыш , объяснил бы , да говорить только начинает , и чтобы ему эту ситуацию завернуть в слова , не хватает развития . А когда овладеет речью , уже и не вспомнится ему , над чем он смеялся годовалым ребёнком . Может кто-то и "орёт" над "НАМИ" , как на протяжении нескольких цивилизаций , только и делаем - сильнейший использует слабых , на достижение своих целей .
По логике - да . Интересно , если другая цивилизация "безлогичного " типа , а у нас всё по "логике" - как построить контакт - диалог и вообще ...
Если вы понимаете что столкнулись с разумным существом, то Вы проделали большую часть пути к контакту. Есть такой не маленький шанс что понять, разумно существо или нет мы тупо не сможем.
Охвительное подтверждение нашей уникальности, я и так верил, что памятник культуры вся наша человеческаЯ природа
Не совсем понятно, почему скорость вращения объекта зависит от массы этого объекта. Орбитальная скорость зависит от массы центрального объекта и расстояния до него, но не от массы самого объекта. Т.е. вроде бы не должно быть важно сколько там всякой материи крутится вокруг ядра, на скорость вращения переферии влиять не должно.
В новости выше ничего не написано о том, что скорость вращения объекта зависит от его массы.
"Т.е. вроде бы не должно быть важно сколько там всякой материи крутится вокруг ядра, на скорость вращения переферии влиять не должно."
Нет, должно, потому что скорость вращения периферии диска зависит от того, насколько сильно на материю в крае диска воздействует тяготение близкой к краю диска материи. В данном -- случае темной материи, которая вокруг центра галактики не вращается.