• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.11.2023
Александр Березин
7
6 467

Карликовые галактики отклонились от стандартной космологической модели

❋ 4.8

Галактики — спутники Млечного Пути оказались довольно недолговечными. Это противоречит стандартной космологической модели, по которой темная материя должна обеспечивать крупные галактики большим числом спутников.

NGC 5477, типичная карликовая галактика-спутник (правда, не нашей Галактики) / © Wikimedia Commons / Автор: Telestis Scaevinius

В современной космологии есть достаточно труднорешаемый вопрос дефицита карликовых галактик. Дело в том, что звезды в краях галактических дисков имеют довольно большую скорость вращения вокруг центров галактик — широко известный эффект темной материи. По этим скоростям получается, что наш Млечный Путь при диаметре видимого диска в 100 тысяч световых лет должен быть погружен в сферическое гало из темной материи диаметром более 250 тысяч световых лет.

Однако в таком случае темная материя этого гало должна захватывать и удерживать много карликовых галактик-спутников — 500 штук в случае Млечного Пути. На практике вместо этого астрономы обнаружили только дюжину. Аналогичная картина наблюдается в других галактиках. Ясно, что это указывает на большие проблемы с нашим пониманием темной материи, но в чем именно заключаются проблемы — вопрос, который вызывает постоянные споры.

Часть физических теорий гласит, что причина этого — то, что в реальности карликовые галактики-спутники образуются только при наличии достаточно крупной черной дыры в центре, а поскольку подобные модели ограничивают конкретное число таких объектов на галактику нашей массы, то и никаких 500 галактик-спутников у нее быть не может. Но в рамках стандартной космологической модели наших дней таких ограничений нет, поэтому у нее проблема расхождения предсказаний теоретически предсказанного числа карликовых галактик и их наблюдаемого числа — одна из самых острых.

В новой работе, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предложен достаточной свежий взгляд на проблему. Авторы исследования использовали наблюдения космического телескопа «Гайя», чтобы сравнить орбитальные энергии карликовых галактик-спутников. На такие энергии непосредственно влияет скорость движения галактики-спутника вокруг Млечного Пути. Одна из самых низких таких энергий наблюдается у карликовой эллиптической галактики в Стрельце (ближайшей к нам из всех спутников). По ее динамике понятно, что она стала спутником примерно пять-шесть миллиардов лет назад.

А вот у спутников с более удаленной от нашей Галактики орбитой ситуация с орбитальной энергией иная: она много выше, чем у упомянутой эллиптической галактики в Стрельце. У многих из них скорости звезд показывают очень широкое распределение, указывающее на серьезную нестабильность этих галактик. Исходя из этого, исследователи попробовали оценить время, когда они стали спутниками Млечного Пути. Расчеты показали цифру существенно ниже трех миллиардов лет. При этом никаких действительно древних — более шести миллиардов лет — карликовых спутников найти не удалось.

Карликовых галактик-спутников у Млечного Пути найдено очень мало, буквально дюжина  / © Wikimedia Commons

Между тем, если исходить из стандартной космологической модели, гало из темной материи должно обеспечивать накопление таких спутников как минимум за последние 10 миллиардов лет. Получается, более ранние спутники куда-то делись — авторы предположили, что они разрушились из-за динамической нестабильности, вызванной взаимодействием с газом и гравитацией Млечного Пути и его окрестностей.

Проблема этого решения в том, что оно практически исключает возможность наличия заметных количеств темной материи в карликовых галактиках. Если бы она там была, то стабилизировала бы галактики-спутники и не позволяла им разрушаться со временем. Это достаточно необычный вывод, поскольку в стандартной космологической модели совершенно неясно, за счет чего сразу множество галактик как минимум в наших окрестностях могут быть свободными от темной материи. Более того: такая модель неизбежно ставит вопрос о том, где в таком случае множество предсказанных ею карликовых галактик-спутников — примерно 500 в случае Млечного Пути. Если раньше казалось, что их была дюжина, то теперь это число приближается к нулю, усугубляя проблему карликовых галактик в космологии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Заместитель главного редактора Naked Science. Автор специализируется на популяризации в области истории, космологии, астрономии, медицины, климата, макроэкономики и техники. Лауреат премии «Научный журналист года-2021».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Сегодня, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

Сегодня, 15:35
Губкинский университет

Исследования ученых РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина подтвердили, что технология производства авиационного топлива SAF из растительных лигноцеллюлозных отходов позволит снизить выбросы углекислого газа на 75% по сравнению с нефтяным керосином.

Сегодня, 08:01
Адель Романова

На стыке трех литосферных плит у Красного моря заметили необычный вулканический процесс: где-то магма поднимается равномерным потоком, где-то — по частям. По мнению геологов, такой «пульс» вызван тем, что в некоторых местах магма с большим трудом пытается пробиться на поверхность.

28 июня, 18:58
Игорь Байдов

За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».

27 июня, 09:47
Авдей Палиш

Снимки с фотоловушек давно стали культурным явлением. Особенно забавными выглядят медведи. Мы с удовольствием смотрим на зверей, попавших в объектив камер в национальных парках: тигр украл фотоловушку, муравьед проехал верхом на муравьеде и так далее. Но не все животные настолько обаятельные. Ученые из США решили развить эмпатию к гремучим змеям, которых многие боятся. Для этого специалисты запустили трансляцию из «мегалогова», где рептилии отдыхают и рожают потомство.

29 июня, 17:23
Людмила Соколова

Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

5 июня, 13:20
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев
Jora Bayramow
13.01.2024
-
0
+
Карликовые галактики - умирающие галактики. В Мироздании все динамично меняется. Галактики рождаются и умирают. И галактику "Млечный путь" ожидает такая же участь.
Sam Dowson
23.11.2023
-
0
+
По гиперссылке на английскую версию статьи в википедии есть пара вполне правдоподобных решений этой проблемы: 1) карликовые галактики могут быть быстро «съедены» более крупными галактиками, вокруг которых они вращаются, 2) обнаружение карликовых галактик является чрезвычайно сложной задачей, поскольку они, как правило, имеют низкую поверхностную яркость и сильно рассеяны - настолько, что они близки к смешиванию на звезды заднего и переднего плана.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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
Закрыть
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