Астрономы нашли галактику, в которой нет темной материи

Астрономы Нидерландов совместно с коллегами из других стран обнаружили, что галактика AGC 114905 не содержит следов существования темной материи. Наблюдения за галактикой проводились в течение 40 часов с помощью ряда современных телескопов.

Результаты приняты к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Подробно о них рассказывается в препринте, доступном в репозитории arXiv.

Галактика AGC 114905 расположена на расстоянии 250 миллионов световых лет и классифицируется как ультрадиффузная карликовая галактика из-за низкой светимости. Хотя по размеру она сравнима с Млечным Путем, в ней содержится в тысячу раз меньше звезд. Среди ученых преобладает мнение, что ультрадиффузные галактики могут существовать только в том случае, если в них содержится темная материя, обеспечивающая достаточную массу для гравитационного удержания вещества и запуска процессов звездообразования.

Исследователи провели наблюдения за галактикой в период с июля по октябрь 2020 года, чтобы собрать данные о скорости вращения газа в зависимости от расстояния до центра AGC 114905. Результаты продемонстрировали, что движение газа в галактике полностью объясняется влиянием обычного вещества, то есть в ней отсутствует темная материя. Это создает проблему для современных представлений об эволюции ультрадиффузных галактик.

Этому может быть несколько объяснений. Во-первых, темная материя могла быть сорвана гравитационными силами близлежащих массивных галактик. Однако в случае с AGC 114905 поблизости нет таких галактик. Во-вторых, на результат может повлиять угол, под которым астрономы проводили наблюдения за галактикой. Авторы отмечают, что этот угол в реальности может сильно отклоняться от того значения, что они использовали в расчетах. Однако связанная с этим ошибка все равно остается недостаточно велика, чтобы согласовать поведение AGC 114905 с моделью холодной темной материи или модифицированной ньютоновской механикой.

В настоящий момент ученые проводят наблюдения за второй ультрадиффузной карликовой галактикой. Если в ее случае астрономы снова не найдут следов темной материи, это станет убедительным доказательством в пользу существования галактик, лишенных темной материи.

Модель холодной темной материи объясняет проблему скрытой массы в галактиках, которая заключается в том, что видимое вещество не может объяснить высокие скорости вращения звезд, достаточно удаленных от ядра. Согласно ньютоновской механике, эта скорость должна быть ниже наблюдаемой. Альтернативная теория, называемая модифицированной ньютоновской механикой (MOND), отвергает модель темной материи и вводит изменения в законы Ньютона.