В древних галактиках обнаружили дефицит темной материи — Naked Science
7 минут
Редакция

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 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

Черная звезда Уникорн находится в 1500 световых годах и имеет массу около трех масс Солнца.

Вчера, 16:44
7 минут
Василий Парфенов

Глава государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» поделился с журналистами некоторыми деталями о проекте национальной космической орбитальной станции. Кроме того, Дмитрий Рогозин сообщил, что с партнерами по Международной космической станции (МКС) начались переговоры о судьбе российского сегмента.

Вчера, 18:51
2 минуты
Мария Кривоченко

Об этом рассказал академик и главный ученый секретарь президиума РАН Николай Долгушкин. К 2021 году число высококлассных специалистов, решивших покинуть страну, возросло почти до 70 тысяч.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

15 апреля
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: