17.03.2017
Редакция Naked Science

В древних галактиках обнаружили дефицит темной материи

Ученые из Института внеземной физики Общества Макса Планка и других учреждений обнаружили шесть галактик ранней Вселенной с чрезвычайно незначительным содержанием темной материи. Подробности исследования опубликованы в журнале Nature.

image-20150209-24655-mrk3ro
©Wikipedia

В настоящее время модель формирования галактик описана только в общих чертах. Согласно одной из доминирующих гипотез, галактики образуются в результате слияния звездных скоплений, при этом концентрирование в них привычной (барионной) материи связывается с возникновением вовне гало темной материи. В случае галактик-ровесниц Млечного Пути, на наличие такого гало указывает, в частности, нестандартное распределение скоростей вращения звезд. Многочисленные наблюдения показали, что с удалением от центра галактики показатель не снижается, но растет, выходя на плато. Темная материя, плотность которой увеличивается на границе с галактикой, позволяет объяснить этот эффект.

 

В рамках новой работы международная группа исследователей из Германии, США, Италии, Великобритании, Швейцарии и Израиля описала результаты наблюдений сотен удаленных галактик с помощью телескопа VLT — комплекса из четырех 8,2-метровых телескопов Европейской южной обсерватории (ESO). На расстоянии от 9 от 27 килопарсек авторам удалось зафиксировать шесть крупных галактик, скорость барионной материи в которых с удалением от центра снижается. Все обнаруженные галактики относятся к пиковому периоду возникновения звезд — около 10 миллиардов лет назад.

 

Распределение скоростей отдельных участков двух обнаруженных галактик (в центре) и средняя скорость барионной материи в зависимости от удаленности от центр (справа) / ©R. Genzel et al., Nature, 2017

 

Скорость вращения различных участков барионной материи, находящейся в галактиках, ученые оценивали по доплеровскому сдвигу атомарного водорода. Дело в том, что вращение словно бы приводит к эффекту разнонаправленного движения двух половин галактики: от наблюдателя и к нему. Разным скоростям газа при этом соответствуют более теплые или холодные оттенки на диаграмме. Благодаря высокому угловому разрешению VLT (0,6”) команде удалось определить сдвиг для отдельных участков галактических дисков.

 

По мнению авторов, нестандартное поведение материи в обнаруженных галактиках может быть связано с большим потоком газа, который стягивается из межгалактического пространства. В сочетании с множественными вспышками сверхновых это снижало скорость вращения внешней части галактического диска. Параллельно газ и темная материя пространственно разделялись: газ быстро терял энергию, вместе с барионной материей концентрируясь в центральных областях галактик. В результате доля темной материи, окружающей их, сокращалась. Сообщается, что у ряда галактик этот показатель не превышал семи-восьми процентов на удалении в половину радиуса от центра. Между тем, по современным представлениям, из темной материи состоит 27 процентов Вселенной.

 

Средние фракции темной материи в шести обнаруженных (синие круги), ранних (перечеркнутые красные круги и ниже) и более молодых (от Млечного Пути и выше) галактик / ©R. Genzel et al., Nature, 2017

 

Примечательно, что рассматриваемая в новой работе темная материя не находится в равновесии. В описываемых галактиках ее гало непрерывно увеличивается, и это может помочь в изучении свойств этой формы материи. Более сложной задачей представляется описание перехода между состоянием ранней Вселенной, при котором в галактиках доминирует барионная материя, к современному.

 

Ранее группа американских ученых составила самую детальную топографическую карту распределения темной материи во Вселенной. В основу работы легли наблюдения космического телескопа Hubble, сделанные на раннем этапе проекта Frontier Fields.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

Позавчера, 15:24
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: